暑假作业02 化学反应与能量变化-【暑假分层作业】2025年高一化学暑假培优练（人教版2019必修第二册）

限时练习：60min 完成时间： 月 日 天气： 暑假作业02 化学反应与能量变化 1．能源的利用 常规能源 化石燃料 主要包括煤、石油和天然气 特点 ①短期内不可再生，储量有限；②燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。 新能源 理想新能源 太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等 特点 资源丰富、可以再生、对环境无污染 2．有热量放出的变化未必是放热反应，放热反应和吸热反应必须是化学变化。如苛性钠溶于水放出热量，但不是放热反应，NH4NO3溶于水吸收热量，也不是吸热反应，因为它们都不是化学反应。 3．化合反应并非都是放热反应，如碳与二氧化碳的化合反应；分解反应并非都是吸热反应，如过氧化氢的化解。 4．由于化学反应一定有化学键的断裂和形成，因此在物质变化的同时一定伴随着能量变化。 5．物质的总能量越低，物质越稳定。 6．热量变化与反应条件没有必然的关系，如需要点燃或加热的反应不一定是吸热反应，吸热反应也不一定需要加热。 7．放热反应不一定容易发生，如合成氨反应需在高温、高压和催化剂条件下才能发生；吸热反应也不一定难发生，如八水合氯化钡与氯化铵的反应在常温下就能发生。 8．在用键能计算化学反应中的能量变化时，不仅要注意参加反应的各物质的物质的量，还要注意1 mol物质中化学键的数目。 9．原电池中电解质溶液一般能与负极反应,但电极不一定参加化学反应，如氢氧燃料电池中的电极不参加反应。 10．原电池中较活泼的金属不一定作负极，如镁和铝与氢氧化钠溶液组成的原电池，则是铝作负极。 11．原电池中电子在导线中定向移动（由负极流出，流入正极），离子在溶液中定向移动（阴离子移向正极，阴离子移向负极），即“电子不下水，离子不上岸”或“电子走陆路，离子走水路”。 12．书写电极反应式时，注意溶液的性质，如碱性氢氧燃料电池中负极反应式不是H2－2e－＝2H＋，而是H2－2e－＋2OH－＝2H2O。 1．下列物质的变化过程中，化学键没有被破坏的是(　　) A．冰融化为液态水 B．氯化钠受热熔化 C．氢氧化钠溶于水中 D．氯化氢溶于水得到盐酸 2．高粱酿酒过程中的部分流程按顺序排列如下，其中能说明高粱转化过程中放出热量的是 A． “蒸粮”时加热 B． “拌曲”前摊晾 C． “堆酵”时升温 D． “馏酒”时控温 3．一种生产和利用氢能的途径如图所示。下列说法错误的是 A．氢能属于二次能源 B．图中能量转化的方式至少有6种 C．太阳能电池的供电原理与燃料电池相同 D．太阳能、风能、氢能都属于新能源 4．下列说法正确的是 A．凡需加热的反应一定是吸热反应 B．水汽化需要吸收能量，所以水汽化属于吸热反应 C．任何化学反应都伴随有能量变化 D．已知在100 kPa时，1 mol石墨转化为金刚石要吸收1.895 kJ的热能，据此判断：金刚石比石墨稳定 5．下列说法正确的是 A．伴有能量变化的物质变化过程都是化学变化 B．干冰易升华，这与分子中C=O的键能大小有关 C．在燃煤中加入生石灰是实现碳中和的重要途径 D．所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒 6．化学与环境、材料、能源、信息等生产生活息息相关，下列说法错误的是 A．“燃煤脱硫”技术可以有效减少二氧化硫的排放，改善环境质量 B．研制的高效率钙钛矿太阳能电池能将太阳能转化为电能 C．茶叶等包装中加入还原性铁粉，能显著延长茶叶的储存时间 D．《荀子劝学》中记载“冰之为水，而寒于水”，说明冰的能量低于水，冰变为水属于吸热反应 7．根据图中的能量关系，可求得的键能为 A． B． C． D． 8．某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所示，下列叙述正确的是 A．两步反应均为反应物的总能量大于生成物的总能量 B．三种化合物中C最稳定 C．A→B反应，反应条件一定需要加热 D．A→C反应为吸热反应 9．为将反应的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜) A． B． C． D． 10．在如图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，下列关于此装置的叙述不正确的是(　　) A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大 B．a是正极，b是负极 C．导线中有电子流动，电子从a极到b极 D．a极上发生了氧化反应 11．锂铁一次电池可为智能门锁、医疗器械等供电，其总反应为。以下说法正确的是 A．作负极发生氧化反应 B．电解质溶液可使用稀硫酸 C．每生成1molFe转移2mol电子 D．电子由电极流出，经电解质溶液流回电极 12．理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。某同学利用反应“”设计了一个化学电池(如图所示)。该电池在外电路中，电流从a极流向b极。下列说法正确的是    A．电极b的电极材料为铜，电极反应式为 B．电极a的电极材料可以为Ag，也可以是石墨或铁 C．c溶液为AgNO3溶液，放电时向b极移动 D．装置放电时主要将电能转化为化学能 13．Ⅰ．如图所示，在一个小烧杯里加入研细的晶体。将此小烧杯放在事先滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向小烧杯中加入晶体，并用玻璃棒快速搅拌。 （1）该实验中观察到的现象除产生刺激性气味的气体及反应混合物呈糊状以外，还有 。该反应 (填“是”或“不是”)氧化还原反应。 （2）该反应为 (填“吸”或“放”)热反应。 （3）实验中要用玻璃棒搅拌的原因是 。 Ⅱ.（4）现有如下两个反应：A．，B．。判断上述两个反应中能设计成原电池的是 (填“A”或“B”)。 （5）瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨一液氧燃料电池的示意图如下，则该燃料电池工作时的总反应方程式为 。 （6）请设计一个简单原电池，证明氧化性，则负极材料为 ，正极电极反应式为 。 14．某小组研究化学反应中的能量变化，进行了如下实验。 （1）实验 I：将Zn片和Cu片分别插入盛有50mL 2mol•L-1稀硫酸的烧杯中。 观察到Zn片表面产生气泡，溶液温度由T1℃升到T2℃；Cu片表面无明显变化。 ①Zn片与稀硫酸反应的离子方程式为 。 ②Zn片与稀硫酸反应的能量变化关系符合如图 (填“A”或“B”)。 （2）实验Ⅱ：用导线将电流表、小灯泡与Zn片、Cu片相连接，插入盛有50mL2mol•L-1稀硫酸的烧杯中。 ①观察到电流表指针发生偏转，Cu片表面产生气泡，溶液温度由T1℃升到T3℃。 ②结合电子的移动方向，解释Cu片表面产生气泡的原因 。 （3）实验I和Ⅱ产生等量气体时，测得T2＞T3.结合能量的转化形式，分析两溶液温度变化幅度不同的原因 。 （4）将Zn片和Cu片换成Fe片和石墨棒，重复实验Ⅱ，判断电流表指针是否发生偏转。若不偏转，说明理由；若偏转，写出Fe片表面发生的电极反应式，理由或电极反应式是 。 15．已知：2H2(g)＋O2(g)= 2H2O(l)　ΔH=-571.6kJ·mol-1，2CO(g)＋O2(g)= 2CO2(g)　ΔH=-565.8kJ·mol-1。某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成8.8gCO2，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为 A．2﹕1 B．1﹕2 C．1﹕1 D．2﹕3 16．汽车发动机工作会引发的反应，其能量变化如图所示。已知：断开中化学键需吸收能量，断开中化学键需吸收能量。下列说法错误的是 A．该反应为吸热反应 B．比更稳定 C．形成中化学键需要放出能量 D．具有的能量一定高于所具有的能量 17．NOCl常用于有机合成，其合成原理为2NO(g)＋Cl2(g)⇌2NOCl(g)，反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是 A．2 mol NOCl(g)所具有能量比2 mol NO(g)所具有能量低76 kJ B．该反应为吸热反应 C．该反应中每生成2 mol NOCl(g)放出热量76 kJ D．形成1 mol NOCl(g)中的化学键吸收热量90 kJ 18．电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应的离子方程式为，下列有关该电池的说法正确的是 A．为电池的正极 B．负极反应为 C．电流由镁电极经外电路流向正极 D．可用于海上应急照明供电 19．盐水小汽车”因结构简单、制作方便，深受孩子们喜爱，其结构和原理如图所示。下列说法错误的是 A．使用前，应将 Mg片用砂纸打磨干净 B．溶液中的Cl⁻向 Cu片一极移动 C．Cu片一极发生还原反应 D．负极的电极反应式为 20．热电厂尾气经处理得到较纯的SO2，可用于原电池法生产硫酸。下列说法不正确的是 A．电极b周围溶液pH变大 B．溶液中H+由a极区向b极区迁移 C．电极a的电极反应式是SO2-2e-+2H2O=4H++SO D．一段时间后，a极消耗的SO2与b极消耗的O2物质的量相等 21．“发展清洁能源、坚持人与自然和谐共生”是新时代坚持和发展中国特色社会主义的基本方略之一、氢气和甲醇()都是绿色清洁能源，请回答下列问题： （1）我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水制氢，主要过程如图所示。 ①过程Ⅰ、Ⅱ分别 、 (填“释放”或“吸收”)能量。 ②总反应的化学方程式为 _________________________ 。 （2）生产甲醇的主要反应为。在某催化剂作用下反应过程中各物质的相对能量变化如图所示。 则反应为 _____ (填“吸热”或“放热”)反应。 （3）一定温度下，在2L恒容密闭容器内发生反应：，其中随时间的变化如下表： 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 10.0 8.0 5.7 4.0 3.3 3.0 3.0 3.0 ①0~1min内平均反应速率小于1~2min内平均反应速率，试分析其可能的原因 _______________ 。 ②由表可知，下列时刻达到反应限度的是 _____ (填字母)。 A．1min     B．4min     C．5min     D．7min 22．能量转化是化学变化的重要特征，按要求回答下列问题： （1）已知：键的键能为，键的键能为，键的键能为则反应中，理论上消耗 (填“吸收”或“放出”) kJ热量。 （2）把a、b、c、d四种金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连，a为正极：c、d相连，c为负极：a﹑c相连，c上有气泡逸出：b、d相连，b质量减小，则四种金属的活动性由强到弱顺序为： 。 （3）中国科学院长春应用化学研究所曾在甲烷()燃料电池技术方面获得重大突破。甲烷燃料电池工作的原理如图所示，甲烷燃料电池采用铂作电板催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子()和水分子通过。其工作原理的示意图如下，请回答下列问题： ①的电子式为 ，电极反应式为 ②电解质溶液中的向 (填“a”或“b”)极移动，电子流出的电极是 (填“a”或“b”)极。 ③该电池工作时消耗(标准状况下)，假设电池的能量转化率为80%，则电路中通过 mol电子。 23．现代社会中，人类的一切活动都离不开能量，研究化学能与热能、电能的转化具有重要价值。回答下列问题： Ⅰ．化学反应与热能 （1）下列化学反应过程中的能量变化符合图示的是 (填序号)。 ①酸碱中和反应；②碳酸钙分解；③金属钠与水反应；④灼热的碳与二氧化碳反应；⑤与晶体的反应 （2）常温下，根据键能数据估算反应的能量变化是___________(填字母)。 化学键 C-H C-F H-F F-F 键能/() 414 489 565 155 A．放出1940 B．吸收1940 C．放出485 D．吸收485 Ⅱ．化学反应与电能 （3）如图为某化学兴趣小组探究不同条件下化学能与电能之间转化的装置，回答下列问题： ①若电极a为锌片、电极b为铜片、电解质溶液为稀硫酸，该装置工作时，铜电极上可以看到的现象为 ，向 (填“a”或“b”)极移动，正极的电极反应式为 。 ②若电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为KOH溶液，则该原电池工作时，Mg作 极(填“正”或“负”)，Al电极上的反应式为 。 （4）某种燃料电池的工作原理示意图如图所示(a、b均为石墨电极)。 假设使用的“燃料”是甲烷()，则通入甲烷气体的电极反应式为 。电池工作一段时间后，电解液的碱性将 (填“增强”“减弱”或“不变”)。若消耗标准状况下甲烷的体积为3.36 L，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为 (设为阿伏加德罗常数的值)。 24．利用固体表面催化工艺进行分解的过程如图所示。 下列说法不正确的是 A．是有毒气体 B．催化剂能改变的分解速率 C．分解生成和 D．过程②释放能量，过程③吸收能量 25．我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程，该历程示意图如下所示。   下列说法不正确的是 A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100% B．CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂 C．①→②放出能量并形成了C—C键 D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 26．二氧化碳用不同催化剂催化生成一氧化碳的历程中能量的转化如图所示(吸附在催化剂表面的用“·”表示)，下列说法错误的是 A．从两种催化剂解吸为能量变化不同 B．经过还原反应得到 C．反应过程中存在极性键的断裂和生成 D．二氧化碳被催化剂吸附需吸热 27．甲醛（HCHO）与在羟基磷灰石（HAP）表面催化氧化生成和的历程如图所示（图中只画出了HAP的部分结构）。下列说法错误的是 A．HAP能提高HCHO与的反应速率 B．HCHO在反应过程中，键发生断裂 C．该反应可表示为 D．根据图示信息，分子中的氧原子全部来自 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 限时练习：60min 完成时间： 月 日 天气： 暑假作业02 化学反应与能量变化 1．能源的利用 常规能源 化石燃料 主要包括煤、石油和天然气 特点 ①短期内不可再生，储量有限；②燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。 新能源 理想新能源 太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等 特点 资源丰富、可以再生、对环境无污染 2．有热量放出的变化未必是放热反应，放热反应和吸热反应必须是化学变化。如苛性钠溶于水放出热量，但不是放热反应，NH4NO3溶于水吸收热量，也不是吸热反应，因为它们都不是化学反应。 3．化合反应并非都是放热反应，如碳与二氧化碳的化合反应；分解反应并非都是吸热反应，如过氧化氢的化解。 4．由于化学反应一定有化学键的断裂和形成，因此在物质变化的同时一定伴随着能量变化。 5．物质的总能量越低，物质越稳定。 6．热量变化与反应条件没有必然的关系，如需要点燃或加热的反应不一定是吸热反应，吸热反应也不一定需要加热。 7．放热反应不一定容易发生，如合成氨反应需在高温、高压和催化剂条件下才能发生；吸热反应也不一定难发生，如八水合氯化钡与氯化铵的反应在常温下就能发生。 8．在用键能计算化学反应中的能量变化时，不仅要注意参加反应的各物质的物质的量，还要注意1 mol物质中化学键的数目。 9．原电池中电解质溶液一般能与负极反应,但电极不一定参加化学反应，如氢氧燃料电池中的电极不参加反应。 10．原电池中较活泼的金属不一定作负极，如镁和铝与氢氧化钠溶液组成的原电池，则是铝作负极。 11．原电池中电子在导线中定向移动（由负极流出，流入正极），离子在溶液中定向移动（阴离子移向正极，阴离子移向负极），即“电子不下水，离子不上岸”或“电子走陆路，离子走水路”。 12．书写电极反应式时，注意溶液的性质，如碱性氢氧燃料电池中负极反应式不是H2－2e－＝2H＋，而是H2－2e－＋2OH－＝2H2O。 1．下列物质的变化过程中，化学键没有被破坏的是(　　) A．冰融化为液态水 B．氯化钠受热熔化 C．氢氧化钠溶于水中 D．氯化氢溶于水得到盐酸 【答案】A 【解析】A. 冰融化为液态水，是物态变化，没有破坏化学键，故A符合题意； B. 氯化钠是离子化合物受热熔化时，化学键被破坏，故B不符合题意； C. 氢氧化钠是电解质，溶于水发生电离，其化学键被破坏，故C不符合题意； D. 氯化氢是电解质，溶于水发生电离，其化学键被破坏，故D不符合题意； 答案选A。 2．高粱酿酒过程中的部分流程按顺序排列如下，其中能说明高粱转化过程中放出热量的是 A． “蒸粮”时加热 B． “拌曲”前摊晾 C． “堆酵”时升温 D． “馏酒”时控温 【答案】C 【解析】A.“蒸粮”时加热属于木柴的燃烧过程，是木柴的化学能转化为热能，故A不符合题意； B.“拌曲”前摊晾是属于蒸发水分的过程，故B不符合题意； C.“堆酵”时升温属于高粱的发酵过程，高粱在发酵过程中发生化学变化，并放出热量；故C符合题意； D.“馏酒”时控温有木柴的燃烧过程，是木柴的化学能转化为热能，还有酒的蒸馏过程，蒸馏是吸热过程，故D不符合题意。 故答案选C。 3．一种生产和利用氢能的途径如图所示。下列说法错误的是 A．氢能属于二次能源 B．图中能量转化的方式至少有6种 C．太阳能电池的供电原理与燃料电池相同 D．太阳能、风能、氢能都属于新能源 【答案】C 【分析】二次能源是经过转换后利用的能量。燃料电池是将化学能转化为电能，太阳能电池是将太阳能转化为电能。 【解析】A．氢能属于二次能源，A项正确； B．图中涉及的能量转化方式有太阳能、风能、水能转化为电能，电能与化学能的相互转化，电能向光能的转化，B项正确； C．太阳能电池的供电原理与燃料电池不同，C项错误； D．太阳能、风能、氢能都属于新能源，D项正确。 故选C。 4．下列说法正确的是 A．凡需加热的反应一定是吸热反应 B．水汽化需要吸收能量，所以水汽化属于吸热反应 C．任何化学反应都伴随有能量变化 D．已知在100 kPa时，1 mol石墨转化为金刚石要吸收1.895 kJ的热能，据此判断：金刚石比石墨稳定 【答案】C 【解析】A．铝热反应为放热反应，但需要在高温条件下进行，A错误；B．水汽化时并未发生化学变化，不属于吸热反应，B错误；C．化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，任何化学反应都伴随有能量变化，C正确；D．物质具有的能量越低越稳定，根据题意，石墨具有的能量低，故石墨更稳定，D错误；故选C。 5．下列说法正确的是 A．伴有能量变化的物质变化过程都是化学变化 B．干冰易升华，这与分子中C=O的键能大小有关 C．在燃煤中加入生石灰是实现碳中和的重要途径 D．所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒 【答案】D 【解析】A．化学变化一定伴随能量变化，伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化，如核变，故A错误；B．干冰易升华，这与分子间作用力有关，与C=O的键能大小无关，故B错误；C．在燃煤中加入生石灰的目的是减少二氧化硫的排放，故C错误；D．所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒，故D正确；选D。 6．化学与环境、材料、能源、信息等生产生活息息相关，下列说法错误的是 A．“燃煤脱硫”技术可以有效减少二氧化硫的排放，改善环境质量 B．研制的高效率钙钛矿太阳能电池能将太阳能转化为电能 C．茶叶等包装中加入还原性铁粉，能显著延长茶叶的储存时间 D．《荀子劝学》中记载“冰之为水，而寒于水”，说明冰的能量低于水，冰变为水属于吸热反应 【答案】D 【解析】A．“燃煤脱硫”技术是减少二氧化硫的排放，改善环境质量，A正确； B．研制了高效率钙钛矿太阳能电池能将太阳能转化为电能，B正确； C．茶叶等包装中加入还原性铁粉，能吸收氧气，使氧气浓度降低，能显著延长茶叶的储存时间，C正确； D．冰变为水属于物理过程，不属于吸热反应，D错误； 综上，答案是Ｄ。 7．根据图中的能量关系，可求得的键能为 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据图示可知1molCH4分解变为1molC(g)原子和4molH(g)原子共吸收的能量是(75+717+864)kJ=1656kJ的能量，则C-H键的键能为1656kJ÷4mol=414kJ/mol，故合理选项是A。 8．某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所示，下列叙述正确的是 A．两步反应均为反应物的总能量大于生成物的总能量 B．三种化合物中C最稳定 C．A→B反应，反应条件一定需要加热 D．A→C反应为吸热反应 【答案】B 【解析】A．第一步反应物的总能量小于生成物的总能量，第二步反应为反应物的总能量大于生成物的总能量，A项错误；B．三种化合物中C的能量最低，故最稳定，B项正确；C．A到B为吸热反应，但不一定需要加热条件，C项错误；D．A到C为放热反应，D项错误。故选B。 9．为将反应的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜) A． B． C． D． 【答案】C 【分析】将反应2Al+6H+═2Al3++3H2↑的化学能转化为电能，即需要形成原电池，并且铝为负极，电解质溶液为非氧化性稀酸，据此分析判断。 【解析】A．铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝离子和氢气，与题中方程式不相符，A错误； B．铝与稀硝酸反应生成一氧化氮，与题中方程式不相符，B错误； C．铝与稀硫酸反应生成铝离子和氢气，铝为负极，铜为正极，将化学能转化为电能，C正确； D．两个电极均为铝，不能达到将化学能转化为电能的目的，D错误； 故答案选C。 10．在如图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，下列关于此装置的叙述不正确的是(　　) A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大 B．a是正极，b是负极 C．导线中有电子流动，电子从a极到b极 D．a极上发生了氧化反应 【答案】B 【分析】a的金属性比氢要强，b为碳棒，所以a是负极，b碳棒是正极； 【解析】A．碳棒是正极，在正极发生的反应是：2H++2e-=H2↑，溶液中的氢离子浓度减少，溶液的pH变大，故A正确； B．a的金属性比氢要强，b为碳棒，所以a是负极，b碳棒是正极，故B错误； C．在原电池的外电路中，电子由负极经导线流向正极，即电子从a极经导线到b极，故C正确； D．a的金属性比氢要强，b为碳棒，所以a是负极，负极上发生金属失电子的氧化反应，故D正确； 答案选B。 11．锂铁一次电池可为智能门锁、医疗器械等供电，其总反应为。以下说法正确的是 A．作负极发生氧化反应 B．电解质溶液可使用稀硫酸 C．每生成1molFe转移2mol电子 D．电子由电极流出，经电解质溶液流回电极 【答案】A 【解析】A．作负极，失电子发生氧化反应，A正确； B．是活泼金属，会与稀硫酸反应，电解质溶液不能使用稀硫酸，B错误； C．是还原剂，失电子，可知每生成1molFe转移4mol电子，C错误； D．电子不能经过电解质溶液，D错误； 故选A。 12．理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。某同学利用反应“”设计了一个化学电池(如图所示)。该电池在外电路中，电流从a极流向b极。下列说法正确的是    A．电极b的电极材料为铜，电极反应式为 B．电极a的电极材料可以为Ag，也可以是石墨或铁 C．c溶液为AgNO3溶液，放电时向b极移动 D．装置放电时主要将电能转化为化学能 【答案】A 【解析】A．由外电路中，电流从a极流向b极。则电极b是电池的负极，由总反应可知，Cu作负极失去电子，电极反应为，A正确；B．电极a为电池的正极，为比Cu活泼性弱的金属或能导电的非金属，Ag或石墨正确，但不能为铁，B错误；C．c溶液为AgNO3溶液，向正极移动，即向电极a移动，C错误；D．装置放电时主要将化学能转化为电能，D错误；故选A。 13．Ⅰ．如图所示，在一个小烧杯里加入研细的晶体。将此小烧杯放在事先滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向小烧杯中加入晶体，并用玻璃棒快速搅拌。 （1）该实验中观察到的现象除产生刺激性气味的气体及反应混合物呈糊状以外，还有 。该反应 (填“是”或“不是”)氧化还原反应。 （2）该反应为 (填“吸”或“放”)热反应。 （3）实验中要用玻璃棒搅拌的原因是 。 Ⅱ.（4）现有如下两个反应：A．，B．。判断上述两个反应中能设计成原电池的是 (填“A”或“B”)。 （5）瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨一液氧燃料电池的示意图如下，则该燃料电池工作时的总反应方程式为 。 （6）请设计一个简单原电池，证明氧化性，则负极材料为 ，正极电极反应式为 。 【答案】（1）烧杯外水结冰，烧杯和玻璃片黏在一起 （2）吸 小于 （3）使反应物充分接触，促使反应充分进行 （4）B （5） （6）铜 【解析】（1）该实验中反应为吸热反应，温度降低，观察到的现象除产生刺激性气味的气体及反应混合物呈糊状以外，还有烧杯外水结冰，烧杯和玻璃片黏在一起；该反应中没有元素化合价改变，不是氧化还原反应； （2）该反应为吸热反应。 （3）实验中要用玻璃棒搅拌的原因是使反应物充分接触，促使反应充分进行； （4）自发的氧化还原反应能设计成原电池，中和反应不是氧化还原反应，锌和稀硫酸的反应为自发氧化还原反应，故能设计成原电池的是B； （5）液氨一液氧燃料电池中总反应为氨气和氧气生成氮气和水，反应为； （6）氧化性，则铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子，反应为；铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，为负极。 14．某小组研究化学反应中的能量变化，进行了如下实验。 （1）实验 I：将Zn片和Cu片分别插入盛有50mL 2mol•L-1稀硫酸的烧杯中。 观察到Zn片表面产生气泡，溶液温度由T1℃升到T2℃；Cu片表面无明显变化。 ①Zn片与稀硫酸反应的离子方程式为 。 ②Zn片与稀硫酸反应的能量变化关系符合如图 (填“A”或“B”)。 （2）实验Ⅱ：用导线将电流表、小灯泡与Zn片、Cu片相连接，插入盛有50mL2mol•L-1稀硫酸的烧杯中。 ①观察到电流表指针发生偏转，Cu片表面产生气泡，溶液温度由T1℃升到T3℃。 ②结合电子的移动方向，解释Cu片表面产生气泡的原因 。 （3）实验I和Ⅱ产生等量气体时，测得T2＞T3.结合能量的转化形式，分析两溶液温度变化幅度不同的原因 。 （4）将Zn片和Cu片换成Fe片和石墨棒，重复实验Ⅱ，判断电流表指针是否发生偏转。若不偏转，说明理由；若偏转，写出Fe片表面发生的电极反应式，理由或电极反应式是 。 【答案】（1）Zn+2H+=H2↑+Zn2+ A （2）该原电池中Zn失电子，电子沿导线流向正极铜，正极Cu上H+得电子生成H2 （3）实验I中化学能主要转化为热能，实验Ⅱ中化学能主要转化为电能，部分转化为热能 （4）发生偏转，Fe-2e-=Fe2+ 【解析】（1）①Zn与硫酸的反应的化学方程式为Zn+H2SO4=H2↑+ZnSO4，离子方程式为Zn+2H+=H2↑+Zn2+，故答案为：Zn+2H+=H2↑+Zn2+； ②Zn片与稀硫酸反应时溶液温度由T1℃升到T2℃，说明该反应是放热反应，放热反应的反应物总能量大于生成物的总能量，即能量变化关系符合A图，故答案为：A； （2）Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，铜为正极，锌发生失去电子反应，电子从负极锌沿导线流向正极铜，正极Cu上H+得电子生成H2，所以可观察到Cu片表面产生气泡，故答案为：该原电池中Zn失电子，电子沿导线流向正极铜，正极Cu上H+得电子生成H2； （3）实验I和Ⅱ产生等量气体时，化学能变化相同，但实验I中化学能主要转化为热能，实验Ⅱ中化学能主要转化为电能，部分转化为热能，导致溶液升高温度幅度T2＞T3，故答案为：实验I中化学能主要转化为热能，实验Ⅱ中化学能主要转化为电能，部分转化为热能； （4）将Zn片和Cu片换成Fe片和石墨棒，重复实验Ⅱ，Fe与稀硫酸反应氧化还原反应，则Fe片、石墨棒和稀硫酸构成原电池，Fe作负极，石墨棒作正极，所以电路中有电流流动，电流表指针会发生偏转，Fe发生失电子的反应生成Fe2+，电极反应式为Fe-2e-═Fe2+，故答案为：发生偏转，Fe-2e-═Fe2+。 15．已知：2H2(g)＋O2(g)= 2H2O(l)　ΔH=-571.6kJ·mol-1，2CO(g)＋O2(g)= 2CO2(g)　ΔH=-565.8kJ·mol-1。某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成8.8gCO2，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为 A．2﹕1 B．1﹕2 C．1﹕1 D．2﹕3 【答案】C 【解析】由8.8gCO2，可得原CO为0.2mol，反应中放热为56.58kJ，其余的热量113.74kJ-56.58kJ=57.16kJ是H2燃烧放出的，由此可根据反应2H2(g)＋O2(g)= 2H2O(l)　ΔH=-571.6kJ·mol-1求出H2也是0.2mol； 答案选C。 16．汽车发动机工作会引发的反应，其能量变化如图所示。已知：断开中化学键需吸收能量，断开中化学键需吸收能量。下列说法错误的是 A．该反应为吸热反应 B．比更稳定 C．形成中化学键需要放出能量 D．具有的能量一定高于所具有的能量 【答案】D 【解析】A．由图可知，N2和O2的总能量低于NO的总能量，该反应为吸热反应，A正确；B．已知：断开中化学键需吸收能量，断开中化学键需吸收能量，断开N2的化学键需要更多的能量，N2比O2更稳定，B正确；C．形成1molNO(g)中的化学键释放的能量为，C正确；D．由图知，具有的能量一定高于和所具有的能量，和所具有的能量无法比较，D错误；故选D。 17．NOCl常用于有机合成，其合成原理为2NO(g)＋Cl2(g)⇌2NOCl(g)，反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是 A．2 mol NOCl(g)所具有能量比2 mol NO(g)所具有能量低76 kJ B．该反应为吸热反应 C．该反应中每生成2 mol NOCl(g)放出热量76 kJ D．形成1 mol NOCl(g)中的化学键吸收热量90 kJ 【答案】C 【解析】A．根据图示，2molNOCl(g)所具有能量比2molNO(g)和1molCl2(g)所具有的总能量低(180-104)kJ=76kJ，则2molNOCl(g)所具有能量比2molNO(g)和1molCl2(g)所具有的总能量低76kJ，A错误； B．反应物的能量总和大于生成物的能量总和，为放热反应，B错误； C．2molNO(g)和1molCl2(g)完全反应生成2molNOCl(g)放出热量(180-104)kJ=76kJ，C正确； D．断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，D错误； 答案选C。 18．电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应的离子方程式为，下列有关该电池的说法正确的是 A．为电池的正极 B．负极反应为 C．电流由镁电极经外电路流向正极 D．可用于海上应急照明供电 【答案】D 【分析】在反应中，镁元素化合价升高，镁作负极；银元素化合价降低，氯化银作正极，据此回答。 【解析】A．由分析知镁作负极，A错误；B．镁元素化合价升高，负极反应为，B错误；C．外电路电流由正极流向负极，即由正极经外电路流向镁电极，C错误；D．电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，所以可用于海上应急照明供电，D正确；故选D。 19．盐水小汽车”因结构简单、制作方便，深受孩子们喜爱，其结构和原理如图所示。下列说法错误的是 A．使用前，应将 Mg片用砂纸打磨干净 B．溶液中的Cl⁻向 Cu片一极移动 C．Cu片一极发生还原反应 D．负极的电极反应式为 【答案】B 【分析】由图可知，Mg片、铜片和食盐水构成了原电池，将化学能转化为电能，其中Mg失电子发生氧化反应，作负极，负极反应式为Mg-2e-=Mg2+，铜片作正极，正极上氧气发生得电子的还原反应，正极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-，原电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析解答。 【解析】A．Mg表面有氧化膜，使用前，应将 Mg片用砂纸打磨干净，故A正确； B．铜片作正极，阳离子移向正极，故溶液中的Na+向 Cu片一极移动，溶液中的Cl⁻向 Mg片一极移动，故B错误； C．铜片作正极，氧气发生得电子的还原反应，正极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-，故C正确； D．Mg作负极，负极反应式为Mg-2e-=Mg2+，故D正确； 答案选B。 20．热电厂尾气经处理得到较纯的SO2，可用于原电池法生产硫酸。下列说法不正确的是 A．电极b周围溶液pH变大 B．溶液中H+由a极区向b极区迁移 C．电极a的电极反应式是SO2-2e-+2H2O=4H++SO D．一段时间后，a极消耗的SO2与b极消耗的O2物质的量相等 【答案】D 【分析】由题干图示可知，电极a作负极，发生的电极反应为：SO2-2e-+2H2O=4H++，b电极为正极，发生的电极反应为：4H++O2+4e-=2H2O，左侧区域产生的H+经过阳离子交换膜进入右侧区域，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，b电极为正极，发生的电极反应为：4H++O2+4e-=2H2O，则电极b周围溶液pH变大，A正确； B．由分析可知，溶液中H+由a极区向b极区迁移，B正确； C．由分析可知，电极a的电极反应式是SO2-2e-+2H2O=4H++SO，C正确； D．根据得失电子总数相等可知，一段时间后，a极消耗的SO2与b极消耗的O2物质的量的2倍，D错误； 故答案为：D。 21．“发展清洁能源、坚持人与自然和谐共生”是新时代坚持和发展中国特色社会主义的基本方略之一、氢气和甲醇()都是绿色清洁能源，请回答下列问题： （1）我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水制氢，主要过程如图所示。 ①过程Ⅰ、Ⅱ分别 、 (填“释放”或“吸收”)能量。 ②总反应的化学方程式为 _________________________ 。 （2）生产甲醇的主要反应为。在某催化剂作用下反应过程中各物质的相对能量变化如图所示。 则反应为 _____ (填“吸热”或“放热”)反应。 （3）一定温度下，在2L恒容密闭容器内发生反应：，其中随时间的变化如下表： 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 10.0 8.0 5.7 4.0 3.3 3.0 3.0 3.0 ①0~1min内平均反应速率小于1~2min内平均反应速率，试分析其可能的原因 _______________ 。 ②由表可知，下列时刻达到反应限度的是 _____ (填字母)。 A．1min     B．4min     C．5min     D．7min 【答案】（1）吸收 释放 （2）放热 （3）该反应为放热反应，随着反应的进行，反应物浓度减小，体系温度升高，温度对反应速率的影响大于浓度对反应速率的影响 CD 【解析】（1）①过程Ⅰ断裂旧键O-H键，吸收能量，过程Ⅱ形成新键O-O键，释放能量； ②利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水制氢，总反应的化学方程式为； （2）由图可知，反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应； （3）①反应物浓度较大、温度较高的反应速率较快，该反应是放热反应，随着反应进行温度升高，0~1min内平均反应速率小于1~2min内平均反应速率，可能的原因：该反应为放热反应，随着反应的进行，反应物浓度减小，体系温度升高，温度对反应速率的影响大于浓度对反应速率的影响； ②由表可知，5min后不再发生变化，即正反应速率等于逆反应速率，因此达到反应限度的是5min、7min，故选CD。 22．能量转化是化学变化的重要特征，按要求回答下列问题： （1）已知：键的键能为，键的键能为，键的键能为则反应中，理论上消耗 (填“吸收”或“放出”) kJ热量。 （2）把a、b、c、d四种金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连，a为正极：c、d相连，c为负极：a﹑c相连，c上有气泡逸出：b、d相连，b质量减小，则四种金属的活动性由强到弱顺序为： 。 （3）中国科学院长春应用化学研究所曾在甲烷()燃料电池技术方面获得重大突破。甲烷燃料电池工作的原理如图所示，甲烷燃料电池采用铂作电板催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子()和水分子通过。其工作原理的示意图如下，请回答下列问题： ①的电子式为 ，电极反应式为 ②电解质溶液中的向 (填“a”或“b”)极移动，电子流出的电极是 (填“a”或“b”)极。 ③该电池工作时消耗(标准状况下)，假设电池的能量转化率为80%，则电路中通过 mol电子。 【答案】（1）吸收 46 （2） （3） b a 3.2 【解析】（1）根据热化学反应方程式：，反应的焓变=反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出的总能量，所以该反应的焓变，消耗吸收92÷2=46kJ； （2）a、b相连，a为正极，则活动性b>a；c、d相连，c为负极，则活动性c>d；a﹑c相连，c上有气泡逸出，则c为正极，活动性a>c；b、d相连，b质量减小，则b为负极，活动性b>d；所以活动性顺序：b>a>c>d； （3）①C原子最外层电子数为4，O原子最外层电子数为6，CO2的电子式为：，该燃料电池中，通入燃料的a电极为负极，通入空气(O2)的电极b为正极，负极上甲烷失电子，电解质溶液为酸性，所以电极反应式为：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+； ②a电极为负极，电极b为正极，电解质溶液中的向b电极移动，电子流出的电极为负极，由a电极流出； ③电池工作时消耗(标准状况下)，则参加反应的CH4的物质的量为0.5mol，根据电极反应式：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+，转移电子数为：0.5mol×8=4mol，电池的能量转化率为80%，则电路中通过电子的物质的量为：4mol×80%=3.2mol。 23．现代社会中，人类的一切活动都离不开能量，研究化学能与热能、电能的转化具有重要价值。回答下列问题： Ⅰ．化学反应与热能 （1）下列化学反应过程中的能量变化符合图示的是 (填序号)。 ①酸碱中和反应；②碳酸钙分解；③金属钠与水反应；④灼热的碳与二氧化碳反应；⑤与晶体的反应 （2）常温下，根据键能数据估算反应的能量变化是___________(填字母)。 化学键 C-H C-F H-F F-F 键能/() 414 489 565 155 A．放出1940 B．吸收1940 C．放出485 D．吸收485 Ⅱ．化学反应与电能 （3）如图为某化学兴趣小组探究不同条件下化学能与电能之间转化的装置，回答下列问题： ①若电极a为锌片、电极b为铜片、电解质溶液为稀硫酸，该装置工作时，铜电极上可以看到的现象为 ，向 (填“a”或“b”)极移动，正极的电极反应式为 。 ②若电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为KOH溶液，则该原电池工作时，Mg作 极(填“正”或“负”)，Al电极上的反应式为 。 （4）某种燃料电池的工作原理示意图如图所示(a、b均为石墨电极)。 假设使用的“燃料”是甲烷()，则通入甲烷气体的电极反应式为 。电池工作一段时间后，电解液的碱性将 (填“增强”“减弱”或“不变”)。若消耗标准状况下甲烷的体积为3.36 L，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为 (设为阿伏加德罗常数的值)。 【答案】（1）②④⑤ （2）A （3）①有气泡产生 a ②正 （4） 减弱（1分） 【解析】（1）由图可知，化学反应为吸热反应，故符合能量变化图示的是②④⑤； （2）根据化学反应断键吸收热量，成键放出热量，该反应放出热量，故选A； （3）①由图示可知，Zn、Cu、稀硫酸构成原电池，Zn为负极，Cu为正极，正极上发生得电子的还原反应，电极反应式为，Cu电极上可以看到的现象是有气泡产生，根据原电池工作时阴离子向负极移动，即溶液中硫酸根离子移向a(Zn)电极。②Al能与KOH溶液反应，但Mg不能与KOH溶液反应，则Al是负极，Mg是正极；铝电极的电极反应式为； （4）假设使用的“燃料”是甲烷()，甲烷在负极失去电子，和氢氧根离子结合得到碳酸根离子，则通入甲烷气体的电极反应式为，b极的电极反应式为，电池工作一段时间后，根据总反应的方程式可知，反应后电解液的碱性减弱。若消耗标准状况下甲烷的体积为3.36L，即甲烷的物质的量为0.15mol，假设化学能完全转化为电能，根据电极方程式，则转移电子的数目为。 24．利用固体表面催化工艺进行分解的过程如图所示。 下列说法不正确的是 A．是有毒气体 B．催化剂能改变的分解速率 C．分解生成和 D．过程②释放能量，过程③吸收能量 【答案】D 【解析】A．是有毒气体，能与血红蛋白结合且结合能力比CO还强，A正确； B．催化剂能降低反应的活化能，改变NO的分解速率； C．分析过程图可知分解生成和，C正确； D．分析过程图可知过程②为断键过程，吸收能量，过程③为成键过程，放出能量，D错误； 答案为：D。 25．我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程，该历程示意图如下所示。   下列说法不正确的是 A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100% B．CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂 C．①→②放出能量并形成了C—C键 D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 【答案】D 【解析】分析：A项，生成CH3COOH的总反应为CH4+CO2CH3COOH，原子利用率为100%；B项，CH4选择性活化变为①过程中，有1个C-H键发生断裂；C项，根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量并形成C-C键；D项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高平衡转化率。 详解：A项，根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH，总反应为CH4+CO2CH3COOH，只有CH3COOH一种生成物，原子利用率为100%，A项正确；B项，CH4选择性活化变为①过程中，有1个C-H键发生断裂，B项正确；C项，根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量，对比①和②，①→②形成C-C键，C项正确；D项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D项错误；答案选D。 点睛：本题考查原子利用率、化学反应的实质、化学反应中的能量变化、催化剂对化学反应的影响，解题的关键是准确分析示意图中的信息。注意催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，催化剂不能改变ΔH、不能使化学平衡发生移动。 26．二氧化碳用不同催化剂催化生成一氧化碳的历程中能量的转化如图所示(吸附在催化剂表面的用“·”表示)，下列说法错误的是 A．从两种催化剂解吸为能量变化不同 B．经过还原反应得到 C．反应过程中存在极性键的断裂和生成 D．二氧化碳被催化剂吸附需吸热 【答案】D 【解析】A．从图中可知，·CO在NiPc催化作用下生成CO放热，在CoPc催化作用下生成CO吸热，A正确；B．·COOH得电子经过还原反应生成CO，B正确；C．CO2生成CO的过程中有C=O等极性键的断裂，也有C-O等极性键的生成，C正确；D．从图中可知，在两种催化剂作用下CO2转化为·CO2均是放热过程，D错误；故答案选D。 27．甲醛（HCHO）与在羟基磷灰石（HAP）表面催化氧化生成和的历程如图所示（图中只画出了HAP的部分结构）。下列说法错误的是 A．HAP能提高HCHO与的反应速率 B．HCHO在反应过程中，键发生断裂 C．该反应可表示为 D．根据图示信息，分子中的氧原子全部来自 【答案】D 【解析】A．根据图示可知，HAP在第一步反应中作反应物，在第二步反应中作生成物，是总反应的催化剂，催化剂能加快化学反应速率，因此该反应中HAP作催化剂能提高反应速率，A正确； B．根据图示可知，甲醛分子中仅有键发生断裂，B正确； C．该反应中反应物是甲醛和氧气，生成物是二氧化碳和水，HAP是催化剂，化学反应方程式为，C正确； D．根据图示可知，分子中的氧原子一部分来自，另一部分来自甲醛，D错误； 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$