第6章 第1节 化学反应与能量变化 阶段综合-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

低到+2价，所以负极材料是Cd,故选A。 4.A解析：该装置放电时Pb作负极，负极失电子发生氧化反应，负极 反应式为Pb-2e+S0子一PbS04,A正确；电池放电时，正极反应 式为Pb02+2e+S02+4H+一PbS04+2H20,消耗氢离子，溶液的酸 性减弱，B错误：电池放电时，PbO,作正极得电子，被还原，C、D 错误。 5.D解析：氢氧燃料电池工作时，通入氢气的一极(a极)为电池的负 极，发生氧化反应，A正确；通入氧气的一极(b极)为电池的正极，发 生还原反应，正极反应为02+2H20+4e一40H,B正确；氢氧燃 料电池的总反应方程式为2H2+02一2H20,C正确；若将H2改成 CH,,碱性环境下甲烷在负极转化为碳酸根离子，则负极电极反应式 为CH4-8e+100H=C03+7H20,D错误。 6.B解析：通人氧化剂空气的电极b为正极，A错误；a极通人燃料，为 负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为N2H4+40H- 4e=N2↑+4H20,B正确：放电时电流从正极流向负极，即电流由 b极经过负载流向a极，C错误：该原电池工作时，正极上生成OH, 负极消耗OH,生成的OH需要移向负极，所以离子交换膜要选取阴 离子交换膜，OH由b电极通过离子交换膜向a电极移动，D错误。 黑题 应用提优 题号12 4 答案CCC 1.C解析：电池工作时，Z电极为负极，负极上Zm失电子结合氢氧根 离子生成Z(OH)2,因此锌电极附近的溶液碱性减弱，A错误；负极 上电极反应为Zm-2e+20H一Zn(0H)2,外电路中每通过1mol 电子，消耗Zn0.5mol,质量为32.5g,B错误；电池正极上Mn02得电 子结合水生成MnO(OH)和氢氧根离子，电极反应为Mn02+H20+e 一MnO(OH)+OH,C正确：碱性锌锰电池是一次电池，D错误。 2.C解析：根据放电反应NiOOH+MH=Ni(OH),+M(M为储氢合 金)，可判断MH为电源的负极，被氧化，化合价升高，NiOOH为电源 的正极，被还原，化合价降低。由题目信息可知，镍氢电池可充电，属 于二次电池，A错误；M为储氢合金，一般H以原子形式储存在金属 空隙中，因此H显0价，B错误；NiOOH、Ni(OH)2均会溶于酸，故电 解质溶液适合选用碱溶液，C正确：根据分析，原电池中阳离子向正 极(NiOOH)定向移动，D错误。 3.(1)①Mg+2H*=Mg2++H2↑②负A1-3e+40H [O,（2s4s！氯化 解析：(1)①甲中A1和Mg均能和盐酸反应，但是Mg金属性较Al 强，所以总反应为Mg和盐酸反应：②乙中只有A1能和氢氧化钠溶液 反应，所以A1作负极。(2)该电池为太阳能光电催化分解HS的装 置，b极将光能转化为电能，故可用Si作电极：该装置发生的有关反 应为H2S+2Fe3+=2H+S↓+2Fe2+(a极区)、2Fe2*-2e 2Fe3(a极)、2H*+2e=H2↑(b极)，这三个反应相加，结合反应 条件得到总反应为H马S耀H+S↓a电极发生氧化反应。 压轴挑战 4.C解析：根据放电过程中总反应：2Li+Cu20+H20一2Cu+ 2Li+20H~可知，Li元素化合价由0价变为+1价，Cu元素化合价 由+1价变为0价，则Li为负极，电极反应式为Li-e一Li*,Cu电 极为正极，电极反应式为Cu20+H20+2e一2Cu+20H,放电时电 解质中阳离子向正极移动。锂是活泼金属，能与溶液中的水发生反 应，不能将有机电解质换成NaCl溶液，A正确；正极电极反应式为 Cu20+H20+2e一2Cu+20H,B正确；Li*带正电荷，应向正极移 动，若有0.01mlLi透过固体电解质时，标准状况下参与反应的02 为0.01m0l=0.025ml,体积为0.056L,C错误；根据反应的方程式 4Cu+02—=2Cu20和2Li+Cu20+H20一2Cu+2Li*+20H,可得总 正本参考答案 的方程式为4Li+02+2H20—4Li0H,D正确。 专题探究5新型化学电池原理分析 黑题 专题强化 题号1234 答案BCDB 1.B解析：“全氢电池”工作时是原电池反应，能量变化是将化学能转 化为电能，A正确：由工作原理图可知，左边溶液为碱性，右边溶液为 酸性，所以离子交换膜可阻止左边的碱性溶液和右边的酸性溶液发 生中和，因此该离子交换膜不能允许H和OH通过，B错误：根据氢 气的进出方向可知，氢气在吸附层A上发生氧化反应，化合价由0价 变成+1价，吸附层A为负极，电极反应为H2-2e+20H一2H20, C正确：根据C的分析可知，右边吸附层B为正极，发生了还原反 应，正极电极反应是2H++2eH2↑，因此总反应为H*+OH 一H20,H2可循环使用，基本不需要补充，D正确。 2.C解析：锂是活泼金属，锂能与乙醇反应，有机电解液不能是乙 醇，A错误：放电时，金属L作负极，锂电极失电子发生氧化反应 B错误：放电时，负极Li失电子生成i,电极反应式为i-e 一Li+,正极氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为2H0+ 02+4e一40H,消耗1mol氧气转移4mol电子，锂电极反应 4 mol Li,减少质量为4mol×7g·mol1=28g,C正确；由于水性电解 质的成分也发生了变化，在更换锂电极的同时，也要更换水性电解 液，D错误。 3.D解析：加入少量KI固体，可以发生反应Mn02+3I+4H =Mn2++5+2H20,I5+2e一3I,可以让I5在正极继续得电子 恢复损失的能量，A正确：Z电极为负极，因此放电时，电子由锌电 极经负载流向碳电极，B正确；放电时，若消耗1 mol Zn即转移2mol 电子，2molH*通过质子交换膜进入正极区域，1 mol MnO,溶解，正 极区电解质溶液理论上增重2g+87g=89g,C正确：放电时，负极每 消耗1 mol Zn,转移2mol电子，则会有2molH*通过质子交换膜进 入正极，通过质子交换膜的H+与生成的Z2+的个数之比为2：1，D 不正确。 4.B解析：由图可知，放电时，a极为原电池正极，锂离子作用下FeP0 在正极得到电子发生还原反应生成LiFePO4,b极为负极，Li,Ti012 在负极失去电子发生氧化反应生成Li4Ti,02。放电时，a极为原电 池正极，b极为负极，则阳离子锂离子移向正极a极，A正确：放电 时，Li7Ti012在负极失去电子发生氧化反应生成Li4Ti,02,钛元素 的化合价升高，Ii元素的化合价不变，B错误；放电时，a极为原电 池正极，锂离子作用下FPO4在正极得到电子发生还原反应生 成LiFePO4,电极反应式为FePO4+Li计+e一LiFePO4,C正确；放电 时总反应为3FeP04+Li,Ti,012—3 LiFeP0(4+Li4Ti,012,则外电路转 移1mol电子时，负极质量诚少7g,正极质量增加7g,两极质量变化 差为14g,D正确。 第一节 阶段综合 黑题 阶段强化 题号12345 6 答案AACC DD 1.A解析：阳光照射，贮存氢气，将光能转化为化学能，氢气燃料电池 的使用，将化学能转化为电能，电能再转化为机械能，故选A。 2.A解析：Mg与稀盐酸反应生成MgC2、H2,反应放出热量，使烧杯内 石灰水溶液温度升高，Ca(OH)2溶解度降低而结晶析出，因此看到 烧杯内有固体析出，可证明反应是放热反应，A符合题意；硝酸铵固 体溶解吸热，导致广口瓶中气体压强减小，使U形管中液面出现左高 右低的现象，且该变化是物质的溶解过程，不是发生化学反应，B不 符合题意：向NaHC0,中加入盐酸，二者发生反应后使温度计水银柱 黑白题17 不断下降，说明反应过程吸收热量，因此证明该反应为吸热反应，C 不符合题意：锌粒与稀硫酸反应产生氢气，不管反应是否放热，反应 开始后，锥形瓶内气体压强增大，导致针筒活塞向右移动，不能证明 反应放出热量，D不符合题意。 3.C解析：根据电池总反应可知，铝元素的化合价升高，失去电子被氧 化，即铝单质作电池的负极，则Ag20作电池的正极，A、B正确；根据 原电池工作原理，电子从负极经外电路流向正极，即由铝电极流向氧 化银电极，C错误：原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，即 OH向铝极迁移，D正确。 4.C解析：图像显示该反应的反应物总能量低于生成物总能量，为吸 热反应，A错误；2582kJ为1 mol CH4(g)和1molH20断键拆成 C(g)、6H(g)和O(g)吸收的总能量，B错误；能量越低越稳定，图像 显示能量：I<Ⅲ<Ⅱ，则稳定性：I>Ⅲ>Ⅱ，C正确；图像显示反应 CH4(g)+H20(g)=C0(g)+3H2(g)为吸热反应，即1molC0(g) 和3molH2(g)的总能量高于1 mol CH,(g)和1molH20(g)的总能 量，D错误。 5.D解析：杠杆为导体时，向烧杯中央滴入浓CuS0,溶液，构成Fe、Cu 原电池，Fe为负极，电极反应为Fe-2e一Fe2+,Cu为正极，电极反 应为Cu2++2e一Cu,则A端低，B端高：杠杆为绝缘体时，只发生 Fe与硫酸铜溶液的反应，在Fe的表面附着Cu,质量变大，则A端高， B端低：故选D。 6.D解析：由图可知，氨化镓电极为原电池的负极，太阳光作用下水在 负极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为 2H20-4e=02↑+4H,铜电极为正极，酸性条件下二氧化碳在正 极得到电子发生还原反应生成甲烷和水，电极反应式为C02+8e+ 8H一CH4+2H,0。铜能与硝酸反应，所以原电池中的电解质溶液 不能选择硝酸，A错误；电解质溶液不能传递电子，B错误；未标明标 准状况，无法计算11.2L氧气的体积和通过质子交换膜的氢离子数 目，C错误：由分析可知，铜电极为正极，酸性条件下二氧化碳在正极 得到电子发生还原反应生成甲烷和水，电极反应式为C02+8e+8H 一CH4+2H20,D正确。 7.(1)NH+0H△NH,+H,0(2)①放热②NH(aq)+202(g) =2H*(aq)+N03(ag)+H20(1)（3)A(4)电子沿导线流向正 极铜，溶液中的H*在正极Cu上得电子生成H2(5)根据能量守恒， 能量的变化相同，但温度变化不相同，则说明实验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 (6)Fe-2e=fe2+ 解析：(1)铵盐和氢氧化钠在加热条件下反应生成氨气。(2)①由图 可知，第一步反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反 应。(3)Z片与稀硫酸反应是放热反应，反应物的总能量高于生成 物的总能量，其能量变化关系符合图A。(5)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 不同的原因是实验I和Ⅱ产生等量气体时，根据能量守恒定律可知， 能量改变相同，但温度变化不相同，则说明实验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。(6)将 Zn片和Cu片换成Fe片和石墨棒，重复实验Ⅱ，电流表指针发生偏 转，则Fe片溶解，铁片表面发生的电极反应式为Fe-2e—Fc2+。 第二节化学反应的速率与限度 课时1化学反应的速率 白题 基础过关 题号1 234567 8 10 答案DAD C DAB C1 B B 1.D解析：化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓 度的增加来表示，A错误：化学反应速率为0.2mol·L-1·min-1,是 指反应经过1min后，某物质的浓度减少或增加0.2mol·L1,B错 误；有些反应无明显的现象，如酸碱中和反应，C错误：化学反应速率 必修第二册·RJ 可以衡量化学反应进行的快慢，D正确。 2.A解析：根据方程式可知4w(B)=5v(C),6m(B)=5v(D), 3m(A)=2(D),5u(A)=4(B)。 3.D解析：从化学方程式可知，N0为产物，则在反应过程中NO的物 质的量逐渐增大，则上升的曲线表示NO的物质的量随反应时间变 化的情况，0~10min内，N0物质的量增大0.4mol,则v(N0)= 0.4 mol =0.008mol·L1·min。 5L×10min 4.C解析：S03的浓度增加了0.4mol·L1,根据化学方程式可得，02的浓 度减小了2mlL,由0，)-4c（0）可得，4-4c(0) (02) 0.2mol·L-1 0.04mol·L-1,97=5s0 5.D解析：2~4s内氨气的浓度变化为(1.4-1.0)mol·L-1=0.4mol·L-1, 氨气的平均反应速率为0.4m0l·L =0.2mol·L1·s1,A正确；前 48-28 4s内氨气的浓度变化为(1.4-0.2)mol·L-1=1.2mol·L1,氨气的 平均反应速率为2m0l·L =03mol·L1·s1,B正确；前2s内氨气 4s 的浓度变化为(1.0-0.2)mol·L-1=0.8mol·L-1,氨气的平均反应速率 为0.8mol.L -=0.4mol·L-1·$1,C正确：前2s内氨气的平均反 2s 应速率为0.4mol·L1·s1,不是瞬时速率，D错误。 6.A解析：2min内，A表示的反应速率(A)=2:2mi 0.4 mol 0.1mol·L1·min1,A错误：由化学反应速率之比等于化学计量数 之比可得，2min内，用A和B表示的反应速率之比为4：3，B正确： 由于C的浓度为0.1mol·L1,则C的物质的量为0.1mol· L1×2L=0.2mol,由物质的量之比等于化学计量数之比可得，x=2, C正确：2min末，由物质的量浓度之比等于化学计量数之比可得，D 的物质的量浓度为0.05mol·L1,D正确。 7.B解析：其他条件相同，反应物接触面积越大，反应速率越快，则大 理石粉反应快，A结论正确；Mg、A1两种不同的金属与同浓度的盐酸 反应时，两者反应速率不同，说明金属活动性不同，反应速率不同，即 参加反应的物质本身的性质影响化学反应速率，B结论不正确：同浓 度的浓硝酸在光照时的分解速率大于在暗处的分解速率，说明光照 可以加快浓硝酸的分解速率，C结论正确；相同浓度相同体积的双氧 水，加入氯化铁溶液的反应产生氧气的速率大于未滴加氯化铁溶液 的速率，说明氯化铁是双氧水分解的催化剂，可加快反应速率，D结 论正确。 8.C解析：分析图像知，纵坐标表示的是物质体积的变化，而化学反应 速率表示的是浓度的变化，A错误；t1~t2比0~1反应速率快的原因 是反应放热加快反应速率，B错误：随着反应进行，盐酸浓度降低，反 应速率减慢，C正确：气体体积不再增加也可能是盐酸被消耗完， D错误。 重难聚焦 9.B解析：将选项中的反应速率均转化为用氨气表示的反应速率，且 统一单位可得：v(NH3)=0.16mol·L-1·min1;v(NH3)= 2.4mol·L-1·min1;w(NH3)=0.4mol·L1·minl;v(NH3)= 0.4mol·L-1·min1。 四技巧点拨 同一反应中，用不同物质表示化学反应速率时，可根据化学反应 速率之比等于对应物质的化学计量数之比，将各项中的反应速率 转化为用同一物质表示的反应速率，且单位统一，然后再比较 大小。 10.B解析：反应的化学方程式为N2+3H2一2NH3,根据化学反应速率 之比等于化学计量数之比，将各容器的反应速率转化为N2的反应速率 进行比较。A容器中(N2)= (H,)-1molL1·min1,B容器中 黑白题18第一节阶段综合 黑题 阶段强化 限时：35min 1.如图是一种氢能的制取、贮存及利用的关系 C.电子由Ag20极经外电路流向A1极 图，图中能量转化方式不涉及 ( D.溶液中的OH向A1极迁移 A.电能→化学能 4.(2024·河北邢台高一期中)在催化剂的作用 H, B.光能→化学能 88888 下，水蒸气将CH4氧化，能量与反应过程的关 C.化学能→电能 H,0 光催化剂 系如图所示。下列说法正确的是 D.电能→机械能 H,燃料电池车 贮H 能量↑ C(g)+6H(g)+O(g)Ⅱ 2.(2024·山东济宁高一月考)化学反应中的能量变 2582kJ :2378kJ 化，通常表现为热量的变化。下列实验现象能充 CO(g+3H,(glⅢ 分说明对应的化学反应是放热反应的是( CH(g)+H,O(g)I 稀盐酸 反应过程 A.该反应为放热反应 饱和 B.1 mol CH4(g)和1molH,0的能量之和为 石灰水 2582kJ 图2 C.稳定性：I>Ⅲ>Ⅱ 稀盐酸 D.C0和H2的总能量高于CH4和H,0的总 温度计 稀硫酸 四四中时 能量 碳酸氢钠 锌粒 5.(2023·云南迪庆高一期末) 铜 铁丝 图3 图4 如图所示，杠杆A、B两端分 A.图1中试管内有气泡产生，烧杯内有固体 别挂有体积相同、质量相同的 析出 空心铜球和空心铁球，调节杠 B.图2中U形管的液面左高右低 杆使其在水中保持平衡，然后 小心地向烧杯中央滴入CS0,溶液，一段时间 C.图3中温度计的水银柱不断下降 后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是（实验 D.图4中反应开始后，针筒活塞向右移动 过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)》 3.鱼雷是一种水中兵器。它可从舰艇、飞机上 发射，它发射后可自己控制航行方向和深度， A.杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高，B 遇到舰船，只要一接触就可以爆炸。鱼雷采 端低 用Al-Ag0动力电池，以溶有氢氧化钾的流动 B.杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低，B 海水为电解质溶液，电池总反应为21+ 端高 3Ag0+2KOH+3H,06Ag+2K[A1(OH)4], C.当杠杆为绝缘体时，A端低，B端高；当杠 下列说法中错误的是 杆为导体时，A端高，B端低 A.Ag0为电池正极 D.当杠杆为绝缘体时，A端高，B端低；当杠 B.A1在电池反应中被氧化 杆为导体时，A端低，B端高 必修第二册·RJ黑白题044 6.(2024·四川成都高一期末)科学家用氨化镓 ①第一步反应是 (填“放热”或“吸 材料与铜组装成如图所示的人工光合系统， 热”)反应。 实现CO2的再利用。电池的总反应为 ②1 mol NH4(aq)全部被氧化成NO(aq)的离 C02+2H20一CH4+202(已知：质子交换膜 子方程式是 仅允许H通过)，下列说法正确的是( Ⅱ.某小组研究Zn片与稀硫酸反应中的能量 变化，进行实验。 CH 1C0 (3)实验I:将Zn片和Cu片分别插入2个盛 有50mL2mol·L1稀硫酸的烧杯中。观察 H,0质子交换膜 到Zn片表面产生气泡，溶液温度由T℃升到 A.该装置的电解质溶液可能为HNO, T2℃；Cu片表面无明显变化，溶液温度无变 化。Zn片与稀硫酸反应的能量变化关系符合 B.电子从GaN电极流出经过电解质溶液到 图 (填“A”或“B”)。 Cu电极 C.理论上生成11.2L02质子交换膜通过2W 反应物的总能量高 生成物的总能量高 化学口释放 学4 〉吸收 个H 反应、能量 反应 能量 D.Cu电极上发生的电极反应是C02+8e+ 生成物的总能量低 反应物的总能量低 A B 8H*=CH4+2H20 (4)实验Ⅱ：用导线将电流表、小灯 7.(2024·北京高一期中)人类活动离不开能 泡与Zn片、Cu片相连接，插人盛有 量，能量的利用与化学反应中能量变化密切 50mL2mol·L1稀硫酸的烧杯 相关。 中（如图C所示）。 【.某小组研究氨氮废水的处理（氨元素主要 ①观察到电流表指针发生偏转，Cu 稀硫酸 为NH4和NH·H2O),实验流程如图。 片表面产生气泡，溶液温度由T1℃升到 氨氮废水 低浓度氨氨废水 T3℃。 含晴酸废水Ⅱ达标废水 ②结合电子的移动方向，解释Cu片表面产生 气泡的原因：该原电池中Z失电子， (1)过程I:加NaOH溶液，调节pH至9后， 升温至35℃，再通空气将氨赶出并回收。用 (5)实验I和Ⅱ产生等量气体时，测得T2>T3。 离子方程式表示加NaOH溶液的作用： 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 (2)过程Ⅱ：在微生物作用下，NH经过两步 反应被氧化成NO?。能量变化示意图如图： 能↑NH(aq)+1.50,(g 能1 (6)将Zn片和Cu片换成Fe片和石墨棒，重 N0(ag)+0.50,(g 复实验Ⅱ，请判断电流表指针是否发生偏转。 △H273kJ·mol △H=-73kJ·mo1 若不偏转，说明理由；若偏转，写出Fε片表面 NO.(aq)+2H(aq)+H.O() NO (ag) 发生的电极反应式。理由或电极反应式是 反应过程 反应过程 (第一步反应) (第二步反应) 第六章黑白题045