第6章 阶段重点练3 化学反应与能量变化-【优学精讲】2024-2025学年高中化学必修第二册教用Word（人教版）

化学反应与能量变化 1.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。该历程如图所示。 下列说法不正确的是（　　） A.该反应是化合反应 B.催化剂参加了化学反应过程 C.CH4→CH3COOH过程中，有C—H的断裂和形成 D.①→②过程中，形成了C—C，断裂的化学键的总键能＜形成的化学键的总键能 解析：C　 根据图中信息可知，发生反应CH4＋CO2CH3COOH，该反应是化合反应，A正确；催化剂参加了化学反应过程，但质量及化学性质不变，B正确；CH4→CH3COOH过程中，有C—H的断裂，没有 C—H 的形成，C不正确；①→②过程中，形成了C—C，反应为放热反应，断裂的化学键的总键能＜形成的化学键的总键能，D正确。 2.（2024·十堰高一期末）某化学兴趣小组自制盐水小彩灯（装置如图），在彩灯所连的纸片电池上滴几滴溶液，就能使小彩灯亮起来。下列纸片电池的组合中能使小彩灯亮起来的是（　　） 选项 电极a 电极b 溶液X A Fe Fe 乙醇溶液 B C C NaCl溶液 C Fe Zn 蔗糖溶液 D C Fe CuSO4溶液 解析：D　电极都是Fe，乙醇不是电解质，不能形成原电池，A项错误；电极都是C，不能形成原电池，B项错误；蔗糖不是电解质溶液，不能形成原电池，C项错误；C和Fe分别是两个活性不同的电极，硫酸铜溶液是电解质，且能发生自发的氧化还原反应，能构成原电池，D项正确。 3.用Cl2生产某些含氯有机化合物时会产生副产物HCl。利用反应A：4HCl＋O22Cl2＋2H2O，可实现氯的循环利用。已知：反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。 则断开1 mol H—O与断开1 mol H—Cl所需能量相差约为（　　） A.16 kJ B.24 kJ C.32 kJ D.48 kJ 解析：C　根据ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝4×E（H—Cl）＋498 kJ·mol－1－2×[243 kJ·mol－1＋2E（H—O）]＝－115.6 kJ·mol－1，则E（H—O）－E（H—Cl）＝31.9 kJ·mol－1，所以断开1 mol H—O与断开1 mol H—Cl所需能量相差约为32 kJ，故选C。 4.燃料电池的突出优点是把化学能直接转变为电能，而不经过热能中间形式，现已广泛使用。如甲烷燃料电池，其电极反应为：负极：CH4＋10OH－－8e－C＋7H2O，正极：2O2＋8e－＋4H2O8OH－。今欲得27 g水，则电池中电子转移的物质的量为（　　） A.1 mol B.2 mol C.4 mol D.6 mol 解析：C　n（H2O）＝＝1.5 mol。CH4＋10OH－－8e－C＋7H2O　①，2O2＋8e－＋4H2O8OH－　②，将方程式①＋②得CH4＋2OH－＋2O23H2O＋C，该反应转移的电子数为8e－，即3H2O～8e－，n（e－）＝n（H2O）＝×1.5 mol＝4 mol。 5.为将反应2Al＋6H＋2Al3＋＋3H2↑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）（　　） 解析：B　A、B、C三项中的装置均能将化学能转化为电能。A项，反应为2Al＋2OH－＋6H2O2[Al（OH）4]－＋3H2↑，错误；B项，符合题目的要求，正确；C项，反应为Al和稀硝酸反应生成NO，错误；D项，两电极全是Al，因而不能构成原电池，即不能将化学能转化为电能，错误。 6.化学反应A2＋B22AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是（　　） A.该反应是吸热反应 B.断裂1 mol A—A和1 mol B—B放出x kJ的能量 C.断裂2 mol A—B需要吸收y kJ的能量 D.2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量 解析：C　由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，A、D两项错误；断键时需要吸收能量，B项错误，C项正确。 7.如图所示，两电极一极为碳棒，一极为铁片。若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是（　　） A.a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸 B.b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 C.a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸 D.b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 解析：C　两电极一极为碳棒，一极为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，说明该装置构成了原电池，其中a极为正极，b极为负极。a极为碳棒，b极为铁片，烧杯中的溶液为硫酸，若为硫酸铜溶液，则a极会析出铜而不会产生气泡，C正确。 8.（2023·岳阳高一期末）下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是（　　） A.上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B.干电池在长时间使用后，锌筒被破坏 C.铅酸蓄电池在工作中，负极每消耗1 mol铅，则硫酸溶液中就转移2 mol电子 D.氢氧燃料电池具有清洁、安全、高效等特点 解析：C　干电池属于一次电池，铅酸蓄电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，A项正确；干电池中锌筒为负极，负极上锌发生失电子的氧化反应而溶解，锌筒被破坏，B项正确；铅酸蓄电池在工作时，负极反应式为Pb－2e－＋PbSO4，负极每消耗1 mol Pb，外电路中通过2 mol电子，但电子不会在硫酸溶液中转移，C项错误；氢氧燃料电池的产物为H2O，氢氧燃料电池具有清洁、安全、高效等特点，D项正确。 9.“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg＋O2＋2H2O2Mg（OH）2。下列关于该电池的说法不正确的是（　　） A.电池工作时，镁片作为负极，发生氧化反应 B.电池工作时，电子通过电解质溶液由镁片电极流向活性炭电极 C.电池工作时，活性炭上电极反应为O2＋4e－＋2H2O4OH－ D.电池工作时，活性炭电极表面不会产生气泡 解析：B　由电池反应为2Mg＋O2＋2H2O2Mg（OH）2可知，Mg化合价升高发生氧化反应作负极，则活性炭作正极，负极反应式为Mg－2e－＋2OH－Mg（OH）2，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O4OH－，A、C正确；电子不能在电解质溶液中移动，由负极Mg经过导线流向正极C，B错误；电池工作时活性炭电极吸附氧气发生还原反应，不会产生气泡，D正确。 10.回答下列问题： （1）下列过程中属于吸热反应的是①③⑦⑧。 ①灼热的木炭中通入CO2　②碘升华　③石灰石受热分解　④水蒸气液化　⑤Mg＋2HClMgCl2＋H2↑　⑥CH4＋2O2CO2＋2H2O　⑦HCl＋NaHCO3NaCl＋H2O＋CO2↑ ⑧Na2CO3·10H2O与NH4NO3反应制作冷敷袋 （2）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成NOx等污染大气，其中生成NO的能量变化如图所示，则图中三种分子最稳定的是N2。若反应生成2 mol NO气体吸收（填“吸收”或“放出”）热量。 解析：（1）②碘升华、④水蒸气液化不是化学变化，⑤金属与酸反应、⑥燃烧是放热反应；属于吸热反应的是①③⑦⑧。（2）键能越大物质越稳定，则图中三种分子最稳定的是N2。断键吸收的总能量为946 kJ＋498 kJ＝1 444 kJ，成键释放的总能量为 2×632 kJ＝1 264 kJ，故若反应生成2 mol NO气体吸收1 444 kJ－1 264 kJ＝180 kJ热量。 11.化学能在一定条件下能够转化为电能，构成原电池。 （1）根据构成原电池的本质判断，如下反应可以设计成原电池的是AD（填字母）。 A.2FeBr2＋3Cl22FeCl3＋2Br2 B.Na2CO3＋2HCl2NaCl＋H2O＋CO2↑ C.2H2O2H2↑＋O2↑ D.Cu＋2AgNO32Ag＋Cu （2）为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如下两个实验。 有关实验现象，下列说法正确的是BC（填字母）。 A.图1和图2的气泡均产生在锌棒表面 B.图2中产生气体的速度比图1快 C.图1中温度计的示数高于图2的示数 D.图1和图2中温度计的示数相等，且均高于室温 （3）铅酸蓄电池是最常见的二次电池，放电时的化学方程式为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，负极反应式为Pb＋－2e－PbSO4。 （4）图3是甲烷燃料电池原理示意图，电池工作一段时间后电解质溶液的pH减小（填“增大”“减小”或“不变”）。 解析：（1）一般自发进行的氧化还原反应在理论上可以设计成原电池， A为自发进行的氧化还原反应，符合题意；B不是氧化还原反应，不符合题意；C不是自发进行的氧化还原反应，不符合题意；D为自发进行的氧化还原反应，符合题意。所以可以设计成原电池的是A、D。（2）图1中锌与稀硫酸反应生成H2，不能形成原电池；图2中能形成原电池，锌为负极，铜为正极； 图1中不能形成原电池，气泡产生在锌棒表面，图2中形成原电池，气泡产生在铜棒表面，A错误；图2中形成原电池，能加快反应速率，图2中产生气体的速度比图1快，B正确；图1中将化学能转化为热能，图2中形成原电池，将化学能转化为电能，所以图1中温度计的示数高于图2的示数，C正确；图1中将化学能转化为热能，温度高于室温，图2中形成原电池，将化学能转化为电能，温度基本保持不变，所以图1和图2中温度计的示数不等，D错误。所以正确的是B、C。（3）铅酸蓄电池放电时，铅失去电子生成PbSO4，负极反应式为Pb＋S－2e－PbSO4。（4）甲烷燃料电池工作时，总反应相当于甲烷燃烧，生成CO2和H2O，生成的CO2会与NaOH反应，电池工作一段时间后，OH－逐渐反应，浓度逐渐减少，则电解质溶液的pH减小。 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $