第六章 第一节 化学反应与能量变化 测试卷-2025-2026学年高一化学下学期章末测试卷、月考卷、综合复习卷（人教版2019必修第二册）

第六章 第一节 化学反应与能量变化 测试卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．测试范围：第六章 第一节 化学反应与能量变化（人教版2019必修第二册）。 5．难度系数：0.65 6．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Cl 35.5 一、选择题：本题共15个小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下列化学反应前后，体系的能量变化与图不符的是 A．氢氧化钠与稀盐酸 B．铝热反应 C．与 D．镁条与稀盐酸 2．将A、B、C、D四种金属按如图装置进行实验，由部分实验现象判断四种金属的活动性顺序是 实验装置 部分实验现象 甲：电极A逐渐溶解 乙：电极C的质量增加 丙：电极A上产生气泡 A．D>B>A>C B．D>A>B>C C．A>B>D>C D．D>A>C>B 3．载人航天器中，电解水（）是氧气（O2）再生的主要方式。其析氢电极的反应通过催化剂实现，催化过程示意图如下所示。下列说法不正确的是 A．电解水的总反应为吸热反应 B．过程①②吸收能量，过程③放出能量 C．电极表面反应过程中有极性键的断裂和生成 D．在该电极表面水被催化还原 4．如图是铅蓄电池构造示意图。下列说法不正确的是 A．铅蓄电池充电时电能转化为化学能 B．电池工作时，电子由板通过导线流向板 C．电池工作时，发生还原反应 D．电池工作时，移向板 5．人类的一切活动都离不开能量，许多能量是通过化学反应获得。下列说法正确的是 A．若图①中甲液面低于乙液面，则X和Y一定发生了放热反应 B．由图②可知石墨生成金刚石是吸热反应，所以石墨比金刚石稳定 C．图③是根据反应设计的原电池，则Y是硫酸铜溶液 D．图④中电子流向：形成闭合回路 6．尿素燃料电池既能去除城市废水中的尿素，又能发电。尿素燃料电池结构如下图所示，下列说法正确的是 A．电解质溶液可以是溶液 B．每理论上可净化 C．从乙电极附近向甲电极附近迁移 D．甲电极是正极，电极反应 7．在中燃烧时产生苍白色火焰，在反应过程中，断裂中的化学键吸收的能量为，断裂中的化学键吸收的能量为，形成中的化学键放出的能量为，则下列关系式正确的是 A． B． C． D． 8．反应分两步进行，为中间产物，反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．四种物质中X最稳定 B．反应一定需要加热 C．、都存在化学键变化 D．的热量变化和和的能量变化相同 9．某化学反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应可能是与晶体的反应 B．由图可判断该反应的生成物一定比反应物稳定 C．该反应的化学能不一定能转化为电能 D．反应过程中断裂化学键吸收的总能量大于形成化学键放出的总能量 10．资源化利用是减少碳排放的一种重要途径。在系催化剂作用下甲烷化的某种反应机理如图所示。下列相关说法不正确的是： A．过程I既有化学键断裂也有化学键形成 B．过程II形成了键和键 C．过程III只有化学键的形成，所以是放热过程 D．若增加载体上羟基的数目，可提高的转化效率 11．是重要的消毒剂、氧化剂，研究其分解反应有重要意义。KI能催化的分解。 ①不加KI： ②加入KI：； 分解反应过程中能量变化如图所示。下列判断不正确的是 A．加入KI后改变了反应的历程 B．加入KI后改变了反应的反应热 C．是吸热反应 D．KI降低了该反应的活化能 12．下列有关原电池(如图)的叙述，错误的是 A．该装置可将化学能转化为电能 B．溶液中向Zn移动 C．将稀硫酸换成溶液，负极的电极反应不变 D．电子从Zn经外电路流向Cu，再经过稀硫酸回流到Zn 13．水煤气变换反应是放热反应，在催化剂下的反应过程如图所示。下列说法中不正确的是 A．过程I中有共价键断裂 B．过程II和过程III均为放热过程 C．该反应的化学方程式为： D．该反应中反应物的总能量大于生成物总能量 14．利用如图装置可进行烟气脱硫。下列说法正确的是 A．多孔电极为负极，电极反应式为Fe2++e-=Fe3+ B．烟气脱硫过程可表示为2Fe3++SO2+4H+=2Fe2++SO+2H2O C．理论上,相同条件下吸收SO2和产生H2的体积相同 D．工作一段时间后，左室需要补充Fe2(SO4)3溶液 15．银锌电池放电过程可表示为，此电池放电时，下列有关说法正确的是 A．电能转化为化学能 B．电解质溶液是稀硫酸 C．电子通过外电路从正极流向负极 D．作负极被氧化 二、非选择题：本题共5个小题，共55分。 16．（11分）在中燃烧生成的反应过程如图所示： 回答下列问题： (1)下图中可以表示该反应能量变化的为___________(填“甲”或“乙”)；该图中___________。 (2)生成时，吸收或放出的热量为___________kJ。 (3)利用该反应设计原电池，其装置如图所示(A、B为多孔碳棒，电解质溶液为硫酸溶液)。 ①测得溶液中向A极移动，则B为___________(填“正”或“负”)极，该极的电极反应式为___________。 ②电路中通过0.1mol电子时，溶液中浓度变为___________(设电解质溶液体积始终不变)；理论上电解质溶液质量增加___________g。 17．（11分）2022年2月在北京举办了冬季奥运会，冬奥会奖牌是金镶玉材料，而玉的成分是硅酸盐和二氧化硅，回答下面问题： (1)向硅酸钠溶液中通入少量CO2，生成一种凝胶硅酸，说明硅酸是_____酸(填“强或弱”)，此实验可以证明碳元素的非金属性____(填“大于”或“小于”)硅元素。 (2)举办冬奥会需要低温环境，而氨气是一种很好的制冷剂。写出氨气的电子式_______。 (3)北京冬奥会基本实现100%绿电供应和碳中和。工业上可用CO生产燃料甲醇(CH3OH)，一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，反应过程中的能量变化情况如图所示： ①曲线I和曲线II分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况，计算当反应生成1.5molCH3OH(g)时，能量变化值是_______kJ。 ②选择适宜的催化剂(填“能”或“不能”)_______改变该反应的热效应。 (4)氢气燃料电池和甲醇燃料电池在北京冬奥会上得到广泛应用。如图是碱性氢氧燃料电池的模拟示意图： ①a电极是_______极，b电极发生的电极反应式是_______。 ②将上图中的H2改为甲醇就构成了碱性甲醇燃料电池，写出a电极发生的电极反应式_______。 18．（11分）化学反应中的物质和能量变化是认识和研究化学反应的重要视角。 (1)已知破坏1molH—H键、1molO=O键时分别需要吸收436kJ、498kJ的能量。如图表示H2、02转化为水反应过程中的能量变化。 ①形成1molH—O键需要释放___________kJ的能量。 ②从吸热放热角度分析，下列变化与2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的反应类型相同的是___________(填标号)。 a．生石灰溶于水             b．NaOH固体溶于水 c．Zn与稀H2SO4反应         d．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合搅拌 (2)利用X、Y两金属设计成如图所示实验装置，电流表指针发生偏转，金属X附近产生大量气泡。产生气体的电极反应式为___________；两金属的活泼性：X___________Y(填“>”或“<”)。 (3)某酸性废水中含有大量Cl-，利用负载有Pt和Ag的活性炭可对废水净化，其电化学工作原理如图所示： ①工作时电池的正极是___________(填“Pt”或“Ag”)。 ②Ag表面发生的电极反应式为___________。 ③每消耗标准状况下11.2LO2，理论上可去除___________molCl-。 19．（11分）Ⅰ．与、均能发生反应，如图为与发生反应生成HF过程中的能量变化示意图。请回答下列问题： (1)完成转化Ⅰ、Ⅱ_____(填“吸收”或“放出”，下同)能量、完成转化Ⅲ_____能量。 (2)和反应的能量变化图可用_____(填“A”或“B”)表示。 (3)在中燃烧的过程主要是_____能转化为_____能的过程。 Ⅱ．化学反应速率在生产、生活和科学研究中有重要意义。构成原电池能增大化学反应速率甲、乙两个原电池装置如图所示。请回答下列问题： (4)若装置甲的溶液M为稀硫酸，两个电极采用镁棒和铝棒。 ①电极X的电极反应式为_____。 ②该电池的正极是_____(填“镁棒”或“铝棒”)，该电极产物W是_____(填化学式)。 (5)将(4)中原电池生成的气体产物W通入电池乙中可制备燃料电池，正极为_____(填“电极甲”或“电极乙”)，电极反应方程式是为_____。 20．（11分）氮及其化合物既是重要的化工产品，又是重要的化工原料，它们在反应中常涉及能量变化。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图，回答下列问题： (1)液氨可作制冷剂的原因是___________。 (2)氧化炉中NH3被氧化的化学方程式为___________。 (3)向吸收塔中通入A的作用是___________。 (4)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成的等造成大气污染，其中生成NO的能量变化如图所示，则生成1 molNO时___________(填“吸收”或”放出“)热量为___________。 (5)NH3催化还原氮氧化物技术是目前应用最广泛的氮氧化物脱除技术，可用于上述硝酸生产的尾气处理，反应原理如图所示。 若反应的NO和NO2物质的量之比为1：1，则总反应的化学方程为___________。 (6)利用NO2与NH3反应构成如图所示的电池，也可用于上述硝酸生产的尾气处理。 ①B的电极反应式为___________。 ②当有4.8molOH−通过阴离子交换膜时，理论上生成N2的物质的量为___________。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六章 第一节 化学反应与能量变化 测试卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．测试范围：第六章 第一节 化学反应与能量变化（人教版2019必修第二册）。 5．难度系数：0.65 6．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Cl 35.5 一、选择题：本题共15个小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下列化学反应前后，体系的能量变化与图不符的是 A．氢氧化钠与稀盐酸 B．铝热反应 C．与 D．镁条与稀盐酸 【答案】C 【详解】A．由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应。氢氧化钠与稀盐酸的反应为中和放热反应，A不符题意； B．铝热反应为放热反应，B不符题意； C．和反应为吸热反应，C符合题意； D．镁条与稀盐酸反应为放热反应，D不符题意； 故选C。 2．将A、B、C、D四种金属按如图装置进行实验，由部分实验现象判断四种金属的活动性顺序是 实验装置 部分实验现象 甲：电极A逐渐溶解 乙：电极C的质量增加 丙：电极A上产生气泡 A．D>B>A>C B．D>A>B>C C．A>B>D>C D．D>A>C>B 【答案】B 【详解】根据装置甲现象，电极A逐渐溶解，A为负极，B为正极，则活动性：A>B；装置乙中，C的质量增加，说明C电极上溶液中铜离子得电子生成铜，则C为正极、B为负极，则活动性：B>C；装置丙中A极有气体产生，则氢离子在A极得电子生成氢气，A为正极、D为负极，则活动性：D>A，因此四种金属的活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C； 选B。 3．载人航天器中，电解水（）是氧气（O2）再生的主要方式。其析氢电极的反应通过催化剂实现，催化过程示意图如下所示。下列说法不正确的是 A．电解水的总反应为吸热反应 B．过程①②吸收能量，过程③放出能量 C．电极表面反应过程中有极性键的断裂和生成 D．在该电极表面水被催化还原 【答案】C 【详解】A．水的电解反应需要持续输入电能才能维持化学反应，属于吸热反应，A正确； B．过程①②为O-H键断裂，需吸收能量，过程③为H-H键生成，放出能量，B正确； C．如图所示，电极表面发生O-H键断裂和H-H键生成，分别为极性键和非极性键，C错误； D．如图所示，电极表面水转化为氢气，H原子化合价降低，被还原，D正确； 故答案为C。 4．如图是铅蓄电池构造示意图。下列说法不正确的是 A．铅蓄电池充电时电能转化为化学能 B．电池工作时，电子由板通过导线流向板 C．电池工作时，发生还原反应 D．电池工作时，移向板 【答案】C 【详解】A．铅蓄电池充电时把电能转化为化学能，A正确； B．电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，即电子由流向，B正确； C．电池工作时，作负极，发生氧化反应，C错误； D．电池工作时，阳离子向正极移动，D正确； 故答案选C。 5．人类的一切活动都离不开能量，许多能量是通过化学反应获得。下列说法正确的是 A．若图①中甲液面低于乙液面，则X和Y一定发生了放热反应 B．由图②可知石墨生成金刚石是吸热反应，所以石墨比金刚石稳定 C．图③是根据反应设计的原电池，则Y是硫酸铜溶液 D．图④中电子流向：形成闭合回路 【答案】B 【详解】A．液面高低受多种因素（如气体热胀冷缩等）影响，也可能是X溶解于Y的物理变化导致放热，不能由此断定一定为放热反应，A错误； B．石墨转变为金刚石需吸收能量（反应物能量低，生成物能量高），因而石墨比金刚石更稳定，B正确； C．若设计的原电池反应为，铜作负极，X为正极，则电解质溶液中应含有（如溶液），而非 溶液，C错误； D．锌作负极，失去电子，经过外电路达到正极（铜电极），电子不能进入水溶液，可以表示为：，D错误；故选B。 6．尿素燃料电池既能去除城市废水中的尿素，又能发电。尿素燃料电池结构如下图所示，下列说法正确的是 A．电解质溶液可以是溶液 B．每理论上可净化 C．从乙电极附近向甲电极附近迁移 D．甲电极是正极，电极反应 【答案】B 【分析】燃料电池中，燃料在负极失去电子发生氧化反应生成CO2和N2，电子从负极流出沿着导线流向正极，正极上氧气得到电子发生还原反应，据此分析回答； 【详解】A．从甲电极的电极反应式知，生成物有二氧化碳，电解质溶液不可以是NaOH溶液，A错误； B．由电荷守恒知：，则每理论上可净化，B正确； C．阳离子移向正极，甲电极为负极、乙电极为正极，则从甲电极附近向乙电极附近迁移，C错误； D．甲电极电极反应式为：，是氧化反应，甲电极是负极，D错误； 答案选B。 7．在中燃烧时产生苍白色火焰，在反应过程中，断裂中的化学键吸收的能量为，断裂中的化学键吸收的能量为，形成中的化学键放出的能量为，则下列关系式正确的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】断裂与中的化学键吸收的总能量为，而形成中的化学键放出的总能量为，因为与的反应是放热反应，故，故选D。 8．反应分两步进行，为中间产物，反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．四种物质中X最稳定 B．反应一定需要加热 C．、都存在化学键变化 D．的热量变化和和的能量变化相同 【答案】C 【详解】A．四种物质中X的能量最高，X最不稳定，A错误； B．C(g)的能量比A(g)+B(g)低，反应是吸热反应，但反应需要加热与反应吸热没有直接关系，该反应不一定需要加热，B错误； C．、都是化学变化，故均存在化学键变化，C正确； D．反应是吸热反应，和反应放出热量，故两个反应的热量变化不相同，D错误； 故选C。 9．某化学反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应可能是与晶体的反应 B．由图可判断该反应的生成物一定比反应物稳定 C．该反应的化学能不一定能转化为电能 D．反应过程中断裂化学键吸收的总能量大于形成化学键放出的总能量 【答案】C 【详解】A．与晶体的反应是常见的吸热反应，图片表示的是放热反应，A错误； B．由图可判断该反应的生成物的总能量比反应物的总能量低，但可能存在部分生成物能量高于反应物，故不能确定谁稳定，B错误； C．若该反应中没有电子转移，则无法形成电流，化学能不能转化为电能，C正确； D．该图是放热反应，断裂化学键吸收的总能量小于形成化学键放出的总能量，D错误； 故选C。 10．资源化利用是减少碳排放的一种重要途径。在系催化剂作用下甲烷化的某种反应机理如图所示。下列相关说法不正确的是： A．过程I既有化学键断裂也有化学键形成 B．过程II形成了键和键 C．过程III只有化学键的形成，所以是放热过程 D．若增加载体上羟基的数目，可提高的转化效率 【答案】C 【详解】A．过程I断裂H-H键、C-O键、O-H键，形成C-O键，A正确； B．过程II形成了故有O-H键形成，过程II反应物中只有C-O键，生成物有C-H键故C-H键是形成的，B正确； C．过程III中也有化学键(C-O)断裂，无法根据反应机理图判断吸放热，C错误； D．载体上的羟基用于参与后续反应，故含量越多，的转化率越高，D正确； 故选C。 11．是重要的消毒剂、氧化剂，研究其分解反应有重要意义。KI能催化的分解。 ①不加KI： ②加入KI：； 分解反应过程中能量变化如图所示。下列判断不正确的是 A．加入KI后改变了反应的历程 B．加入KI后改变了反应的反应热 C．是吸热反应 D．KI降低了该反应的活化能 【答案】B 【详解】A．不加KI时反应一步完成，加入KI后反应分两步进行，KI是催化剂，即加入KI后改变了反应的历程，故A正确； B．KI是该反应的催化剂，但催化剂不能改变反应的始态和终态，即不能改变反应的反应热，故B错误； C．加入KI后反应分为：H2O2+I-═H2O+IO-，H2O2+IO-═H2O+O2↑+I-，由图可知，H2O2和I-具有的能量小于H2O和IO-具有的能量，则该步反应是吸热反应，故C正确； D．催化剂能降低反应的活化能，KI能催化H2O2的分解，则KI是该反应的催化剂、降低了反应的活化能，故D正确； 故选：B。 12．下列有关原电池(如图)的叙述，错误的是 A．该装置可将化学能转化为电能 B．溶液中向Zn移动 C．将稀硫酸换成溶液，负极的电极反应不变 D．电子从Zn经外电路流向Cu，再经过稀硫酸回流到Zn 【答案】D 【分析】锌比铜活泼，锌电极为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子；铜为正极，氢离子在正极发生还原反应生成氢气，据此分析作答。 【详解】A．原电池是将化学能转化为电能的装置，A项正确； B．原电池中，阴离子向负极移动，则溶液中向Zn电极移动，B项正确； C．将稀硫酸换成溶液，负极还是发生反应，C项正确； D．电子不会在溶液中移动，D项错误； 答案选D。 13．水煤气变换反应是放热反应，在催化剂下的反应过程如图所示。下列说法中不正确的是 A．过程I中有共价键断裂 B．过程II和过程III均为放热过程 C．该反应的化学方程式为： D．该反应中反应物的总能量大于生成物总能量 【答案】B 【分析】水煤气变换反应是，放热反应。 【详解】A．过程I中是CO上的C吸附在催化剂上，同时中的H-O键断裂，A正确； B．过程II中H-O键断裂，断键吸热，B错误； C．根据信息，该过程方程式为，C正确； D．该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物总能量，D正确； 故选B。 14．利用如图装置可进行烟气脱硫。下列说法正确的是 A．多孔电极为负极，电极反应式为Fe2++e-=Fe3+ B．烟气脱硫过程可表示为2Fe3++SO2+4H+=2Fe2++SO+2H2O C．理论上,相同条件下吸收SO2和产生H2的体积相同 D．工作一段时间后，左室需要补充Fe2(SO4)3溶液 【答案】C 【分析】该装置为原电池原理，多孔电极处Fe2+失去电子被氧化为Fe3+，发生氧化反应，故为负极；光催化电极表面氢离子得电子产生氢气，作原电池的正极。 【详解】A.多孔电极处Fe2+失去电子被氧化为Fe3+，发生氧化反应，故为负极，但电极反应式应为Fe2+ - e- = Fe3+，选项中电极反应式电荷不守恒且电子得失方向错误，A错误； B.烟气脱硫时，SO2被Fe3+氧化为SO，Fe3+被还原为Fe2+，酸性条件下正确的离子方程式为2Fe3++ SO2+ 2H2O = 2Fe2+ + SO + 4H+，选项中H+和H2O的位置及系数错误，B错误； C.吸收SO2时，S元素从+4价升至+6价，每个SO2失去2e⁻；产生H2时，H⁺从+1价降至0价，每个H2得到2e-。根据电子守恒，SO2与H2的物质的量相等，相同条件下体积相同，C正确； D.左室中Fe2+在多孔电极被氧化为Fe3+，Fe3+又氧化SO2生成Fe2+，形成循环，Fe3+作为总反应的催化剂，总的物质的量不变，无需补充Fe2 (SO4)3溶液，D错误； 故选C。 15．银锌电池放电过程可表示为，此电池放电时，下列有关说法正确的是 A．电能转化为化学能 B．电解质溶液是稀硫酸 C．电子通过外电路从正极流向负极 D．作负极被氧化 【答案】D 【详解】A．电池放电为原电池工作过程，原电池是将化学能转化为电能，A错误； B．若电解质为稀硫酸，会与反应中的、发生反应，银锌电池电解质为碱性溶液，不是稀硫酸，B错误； C．原电池中，负极失电子，电子通过外电路从负极流向正极，C错误； D．反应中的化合价从0升高到+2，失电子发生氧化反应，原电池中失电子的一极为负极，因此作负极被氧化，D正确； 故答案为D。 二、非选择题：本题共5个小题，共55分。 16．（11分）在中燃烧生成的反应过程如图所示： 回答下列问题： (1)下图中可以表示该反应能量变化的为___________(填“甲”或“乙”)；该图中___________。 (2)生成时，吸收或放出的热量为___________kJ。 (3)利用该反应设计原电池，其装置如图所示(A、B为多孔碳棒，电解质溶液为硫酸溶液)。 ①测得溶液中向A极移动，则B为___________(填“正”或“负”)极，该极的电极反应式为___________。 ②电路中通过0.1mol电子时，溶液中浓度变为___________(设电解质溶液体积始终不变)；理论上电解质溶液质量增加___________g。 【答案】(1)甲 679 (2)91.5 (3)正极 Cl2+2e-=2Cl- 3 3.65 【详解】（1）由图可知，1mol H2和1mol Cl2反应，反应物断裂化学键吸收的热量为436kJ+243kJ=679kJ，生成物形成化学键放出的热量为2×432kJ=862kJ，该反应为放热反应，甲图为放热反应，则下图中可以表示该反应能量变化的为甲，436kJ+243kJ=679kJ； （2）1mol H2和1mol Cl2反应生成2mol HCl，反应物断裂化学键吸收的热量为679kJ，生成物形成化学键放出的热量为862kJ，则该反应放出的热量为862kJ-679kJ=183kJ，则生成时，放出的热量为91.5kJ； （3）①溶液中，阴离子向负极移动，向A极移动，则A为负极，B为正极；B电极上发生还原反应，电极反应式为Cl2+2e-=2Cl-； ②电解质溶液为硫酸溶液，H+的物质的量为0.2mol，A电极的电极反应式为H2-2e-=2H+，电路中通过0.1mol电子时，生成0.1mol H+，此时溶液中的H+的物质的量共为0.3mol，则H+浓度为3mol/L；总反应为H2+Cl2=2HCl，转移0.1mol电子，生成0.1mol HCl，其质量为3.65g，则理论上电解质溶液质量增加3.65g。 17．（11分）2022年2月在北京举办了冬季奥运会，冬奥会奖牌是金镶玉材料，而玉的成分是硅酸盐和二氧化硅，回答下面问题： (1)向硅酸钠溶液中通入少量CO2，生成一种凝胶硅酸，说明硅酸是_____酸(填“强或弱”)，此实验可以证明碳元素的非金属性____(填“大于”或“小于”)硅元素。 (2)举办冬奥会需要低温环境，而氨气是一种很好的制冷剂。写出氨气的电子式_______。 (3)北京冬奥会基本实现100%绿电供应和碳中和。工业上可用CO生产燃料甲醇(CH3OH)，一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，反应过程中的能量变化情况如图所示： ①曲线I和曲线II分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况，计算当反应生成1.5molCH3OH(g)时，能量变化值是_______kJ。 ②选择适宜的催化剂(填“能”或“不能”)_______改变该反应的热效应。 (4)氢气燃料电池和甲醇燃料电池在北京冬奥会上得到广泛应用。如图是碱性氢氧燃料电池的模拟示意图： ①a电极是_______极，b电极发生的电极反应式是_______。 ②将上图中的H2改为甲醇就构成了碱性甲醇燃料电池，写出a电极发生的电极反应式_______。 【答案】(1)弱 大于 (2) (3)136.5 不能 (4)负 【详解】（1）向硅酸钠溶液中通入少量CO2，生成一种凝胶硅酸，说明发生了复分解反应产生Na2CO3和H2SiO3，说明硅酸是酸性比碳酸更弱的弱酸，元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强，所以此实验可以证明碳元素的非金属性大于硅元素。 （2）N原子最外层上有5个电子，则氨分子中N的3个成单电子分别与3个H原子形成3对共用电子对，氨气的电子式为； （3）由图知，CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，生成物总能量低于反应物总能量，为放热反应，反应中每生成1molCH3OH(g)时，放出热量为(510-419)kJ=91kJ，则生成1.5molCH3OH(g)时，放出热量为136.5kJ。②选择适宜的催化剂能改变反应速率，但不能改变该反应的热效应。 （4）①在氢氧燃料电池中，通入燃料H2的电极a为负极，H2失去电子被氧化、在OH-参与下形成H2O，通入O2的b电极为正极，正极上O2得到电子发生还原反应，与溶液中的H2O结合形成OH-，故b电极的反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-； ②将上图中的H2改为甲醇就构成了碱性甲醇燃料电池，a电极上甲醇失去电子被氧化、在OH-参与下形成碳酸根和H2O，则发生的电极反应式为：。 18．（11分）化学反应中的物质和能量变化是认识和研究化学反应的重要视角。 (1)已知破坏1molH—H键、1molO=O键时分别需要吸收436kJ、498kJ的能量。如图表示H2、02转化为水反应过程中的能量变化。 ①形成1molH—O键需要释放___________kJ的能量。 ②从吸热放热角度分析，下列变化与2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的反应类型相同的是___________(填标号)。 a．生石灰溶于水             b．NaOH固体溶于水 c．Zn与稀H2SO4反应         d．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合搅拌 (2)利用X、Y两金属设计成如图所示实验装置，电流表指针发生偏转，金属X附近产生大量气泡。产生气体的电极反应式为___________；两金属的活泼性：X___________Y(填“>”或“<”)。 (3)某酸性废水中含有大量Cl-，利用负载有Pt和Ag的活性炭可对废水净化，其电化学工作原理如图所示： ①工作时电池的正极是___________(填“Pt”或“Ag”)。 ②Ag表面发生的电极反应式为___________。 ③每消耗标准状况下11.2LO2，理论上可去除___________molCl-。 【答案】(1)465 ac (2) < (3)Pt 2 【详解】（1）①由图示可知2mol H2(g)与1mol O2(g)反应生成2mol H2O(g)放热490kJ，反应过程中断键吸热：2mol×436kJ·mol-1+1mol×498kJ·mol-1=1370kJ，则成键放热1370kJ+490kJ=1860kJ，所以形成1molH-O键放热465kJ； ②H2燃烧是放热反应，CaO+H2O=Ca(OH)2、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑是放热反应，Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应，而NaOH固体溶于水放热但不是化学反应，故选ac； （2）金属X附近有气体产生，X为正极，Y为负极，金属Y比X活泼，H+在正极得电子，电极反应式为2H++2e-=H2↑； （3）①由图示可知O2在Pt电极得电子，所以Pi为正极； ②Ag为负极，Ag失电子形成Ag+，与Cl-结合生成AgCl沉淀，电极反应式为Ag-e-+Cl-=AgCl； ③负极反应式为Ag-e-+Cl-=AgCl，正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，由电子守恒可知，消耗11.2L（标况下为0.5mol）O2，转移2mole-，去除2mol Cl-。 19．（11分）Ⅰ．与、均能发生反应，如图为与发生反应生成HF过程中的能量变化示意图。请回答下列问题： (1)完成转化Ⅰ、Ⅱ_____(填“吸收”或“放出”，下同)能量、完成转化Ⅲ_____能量。 (2)和反应的能量变化图可用_____(填“A”或“B”)表示。 (3)在中燃烧的过程主要是_____能转化为_____能的过程。 Ⅱ．化学反应速率在生产、生活和科学研究中有重要意义。构成原电池能增大化学反应速率甲、乙两个原电池装置如图所示。请回答下列问题： (4)若装置甲的溶液M为稀硫酸，两个电极采用镁棒和铝棒。 ①电极X的电极反应式为_____。 ②该电池的正极是_____(填“镁棒”或“铝棒”)，该电极产物W是_____(填化学式)。 (5)将(4)中原电池生成的气体产物W通入电池乙中可制备燃料电池，正极为_____(填“电极甲”或“电极乙”)，电极反应方程式是为_____。 【答案】(1)吸收 放出 (2)A (3)化学 热 (4)Mg-2e-=Mg2+ 铝棒 H2 (5)电极甲 O2+4e-+2H2O=4OH- 【详解】（1）转化Ⅰ、Ⅱ过程化学键断裂，要吸收能量，转化Ⅲ过程化学键形成，要放出能量； （2）由图可知，断开化学键吸收的总能量为154kJ/mol+436kJ/mol=590kJ/mol，形成化学键放出的总能量为2×565kJ/mol=1130kJ/mol,即放出的总能量大于吸收的总能量，属于放热反应，即反应物的总能量大于生成物的总能量，故答案为：A； （3）H2在O2中燃烧是放热反应，主要是化学能转化为热能的过程； （4）镁的活泼性大于铝，若装置甲的溶液M为稀硫酸，两个电极采用镁棒和铝棒，此时相对活泼金属作负极，则镁是负极，铝是正极； ①根据图示，电子由电极X流出，X是负极，则电极X的电极反应式为：Mg-2e-=Mg2+； ②该电池的正极是铝棒，氢离子在正极得电子生成氢气，则该电极产物W是H2； （5）燃料电池中氧气得电子被还原，则通入氧气的电极甲为正极，电解质是KOH，电极反应方程式是为O2+4e-+2H2O=4OH-。 20．（11分）氮及其化合物既是重要的化工产品，又是重要的化工原料，它们在反应中常涉及能量变化。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图，回答下列问题： (1)液氨可作制冷剂的原因是___________。 (2)氧化炉中NH3被氧化的化学方程式为___________。 (3)向吸收塔中通入A的作用是___________。 (4)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成的等造成大气污染，其中生成NO的能量变化如图所示，则生成1 molNO时___________(填“吸收”或”放出“)热量为___________。 (5)NH3催化还原氮氧化物技术是目前应用最广泛的氮氧化物脱除技术，可用于上述硝酸生产的尾气处理，反应原理如图所示。 若反应的NO和NO2物质的量之比为1：1，则总反应的化学方程为___________。 (6)利用NO2与NH3反应构成如图所示的电池，也可用于上述硝酸生产的尾气处理。 ①B的电极反应式为___________。 ②当有4.8molOH−通过阴离子交换膜时，理论上生成N2的物质的量为___________。 【答案】(1)氨气易液化，汽化时吸收大量的热，使环境温度降低 (2) (3)使NO2和NO全部转化为HNO3 (4)吸收 90kJ (5) (6) 1.4mol 【分析】氮气和氢气进入合成塔催化剂高温高压反应生成氨气，进入氨分离器，从氨分离器中又回到合成塔中的物质是，氨气进入氧化炉中发生反应为氨气的催化氧化，进入吸收塔，通入空气使全部转化为，得到尾气中的少量可以用来处理； 【详解】（1）液氨做制冷剂的原因是氨气易液化，液氨汽化时吸收大量的热，使环境温度降低；故答案为：氨气易液化，汽化时吸收大量的热，使环境温度降低。 （2）氨气进入氧化炉中发生反应为氨气的催化氧化，反应中氮元素化合价由中−3价升高为中+2价，共升高5价，氧元素由中0价降低为−2价，共降低4价，化合价升降最小公倍数为20，故化学计量数为4，化学计量数为5，利用元素守恒可知化学计量数为4，的化学计量数为6，化学方程式为：；故答案为：。 （3）氧化炉中出来的气体，先降温再进入吸收塔，吸收塔中通入空气发生反应有、、，可知A物质为氧气或空气，所以向吸收塔中通入A的作用是：使全部转化为；故答案为：使全部转化为。 （4）从图中可知，断裂1mol中化学键吸收946kJ能量，断裂1mol中化学键吸收498kJ能量，断裂1molNO中化学键吸收632kJ能量，可得，所以生成1mol时吸收90kJ的能量；故答案为：吸收、90kJ。 （5）催化还原氮氧化物生成和水，若催化剂表面参与反应的物质的量之比为，则总反应的化学方程式为：；故答案为：。 （6）利用反应构成的电池，也可用于上述硝酸生产的尾气处理，可知的反应为：，产生无污染的，失电子生成，因此通入的一极为负极，通入的一极为正极，故电极A为负极，B电极为正极；①B电极为正极，正极上得电子结合水生成和，电极反应式为；故答案为：。 ②当有通过阴离子交换膜时，电路中转移的电子为4.8mol，负极的反应式为：，转移4.8mol电子时，产生的为，正极的电极反应式为：，转移4.8mol电子时，产生的为，理论上生成的物质的量为0.8mol+0.6mol=1.4mol；故答案为：1.4mol。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $