6.1 化学能与热能 同步练习-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

2025-2026学年高一下学期人教版化学必修二 第六章 第一节 化学反应与能量变化----化学能与热能同步练习 1、下列装置能形成原电池的是 ①②③④⑤⑥⑦ A．①②③⑦ B．①②⑤⑥ C．①②③④ D．①②③⑥⑦ 2、锂-海水电池常用在海上浮标等助航设备中，其装置如图所示。电池反应为。电池工作时，下列说法正确的是 第2题图 第3题图 A．金属镍作负极 B．电子从镍电极经导线流向锂电极 C．该装置将电能转化为化学能 D．海水作为电解质溶液 3．一款“盐水小汽车”的结构如图，反应原理。下列说法正确的是 A．氧气发生氧化反应 B．石墨片做电池的负极 C．溶液中的向Mg片移动 D．该装置中化学能直接转化为动能 4．电化学法处理是目前研究的热点。某化学兴趣小组设计了如图所示的原电池装置用于消除的污染。已知：①质子交换膜只允许通过，②电极材料均为石墨。下列说法正确的是 A．放电一段时间后，正极区溶液酸性减弱 B．原电池工作时，B电极作负极 C．若11.2L(标准状况)参与反应，则有通过质子交换膜 D．该原电池工作时，电子由B电极经导线流向A电极 5．瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是 A．瓦斯分析仪工作时，电池外电路中电流由电极b流向电极a B．电极是正极，由电极流向电极 C．电极的反应式为 D．当固体电解质中有通过时，电子转移 6．甲醇()是一种重要的化工原料和新型燃料。甲醇、空气和KOH溶液组成的燃料电池的简易装置如图所示。下列有关说法正确的是 A．X为电源的负极 B．Y电极反应式为 C．X极每消耗5.6L(标准状况)，KOH溶液中则转移1mol电子 D．电池工作一段时间后，电解质溶液的pH值减小 7．乙醇燃料电池广泛应用于微型电源、能源汽车、家用电源、国防等领域，工作原理如图所示，电池总反应为：，下列说法错误的是 A．C2H5OH和H2O通入的一极为负极 B．正极反应式为 C．负极反应式为 D．若生成22.4LCO2，则该装置转移了6mol电子 8．一种NO-空气燃料电池的工作原理如图所示，该电池工作时，下列说法正确的是 A．H+通过质子交换膜向右侧多孔石墨棒移动 B．负极的电极反应式为 C．若产生1molHNO3，则通入O2的体积应等于16.8L D．电子由左侧多孔石墨棒极经过负载移向右侧多孔石墨棒极，再经过溶液移回左侧多孔石墨棒极 9．二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池装置示意图如图所示，溶液为酸性环境，质子交换膜只允许通过。 下列说法错误的是 A．电池工作时，由极移向极 B．总反应方程式为 C．a极反应式为 D．该装置具有制硫酸、发电、环保三位一体的功能 10．如图所示是一种以液态肼（）为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是 A．电池内的由电极乙移向电极甲 B．电极甲为正极，发生还原反应 C．电池总反应的化学方程式为 D．当电极甲上有1mol被消耗时，电极乙上有22.4L参 11．（24-25高一下·云南昆明·期末）甲烷燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电池工作过程中主要将热能转化为电能 B．溶液中向b极迁移 C．电子移动方向：电极电解质溶液电极b D．a极电极反应式： 第11题图 第12题图 12．利用微生物电池处理废水是一种较为先进的净水方法。一种利用微生物原电池装置处理硝酸盐废水的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．该装置工作时，H+向电极N移动 B．该装置工作时，外电路电子由电极N经导线流向电极M C．该装置工作时，在负极被还原 D．温度越高，该装置工作效率越高 13．（24-25高一下·四川巴中·期末）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 14．乙醇()是生活中常见的物质，用途广泛，其合成方法和性质也具有研究价值。乙醇燃料电池具有很多优点，从而引起了人们的研究兴趣。现有以下三种乙醇燃料电池：(质子交换膜只允许通过) (1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为_______。 (2)碱性乙醇燃料电池中，电极a上发生的电极反应为___ ____。 (3)当酸性乙醇燃料电池工作一段时间后，若忽略溶液体积的变化，电极区域的会_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。已知溶液的与相关，越大，溶液越小。结合化学用语解释说明___ ____。(4)熔融盐乙醇燃料电池中，电极上发生的电极反应为______ 。 15． (1)已知断裂键吸收167kJ热量，形成键放出942kJ热量，分子结构如图所示，则分子完全转化为分子的热量变化是______（填吸热或放热多少kJ）。分子和分子相比，更稳定的是______（填化学式）。 (2)为减少汽车尾气的污染，逐步向着新能源汽车发展。肼（）—空气燃料电池是一种碱性电池， ①该燃料电池中负极反应的物质是______（填化学式），正极的电极反应式为__ ____。 ②电池工作时，移向______电极（填“a”或“b”）。 ③当电池放电转移10mol电子时，理论上需要通入约______L的空气（标准状况）。 (3)高铁电池是一种新型可充电电池，负极的电极反应式为，则高铁电池放电时正极的电极反应式是______ 。 16.(1)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___ ________。若用代替作电池燃料，当电路中每转移2mol电子，消耗标准状况下的___________升。 (2)现设计一燃料电池，以C为电极，为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，电池工作时消耗，则电路中通过___________mol电子。 (3)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_ _____。 17．研究氮及其化合物的性质在工农业生产、环境保护中有着重要意义。回答下列问题： (1)工业合成氨反应为，反应过程中的能量变化如图所示。 ①将与混合后充入密闭容器中，在催化条件下反应，测得反应放出的热量小于92.2kJ，原因是____ _______。 ②已知破坏键、键时分别需要吸收436kJ、945.8kJ的能量，则破坏键吸收的能量等于___________kJ。 (2)以氨为燃料的固体氧化物燃料电池的工作原理如图所示。 ①b极为___________(填“正极”或“负极”)，负极的电极反应式为__________ _。 ②若反应生成，则该燃料电池理论上消耗的体积(标准状况)为___________L。 18．原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。 (1)碱性锌锰干电池的总反应式为2MnO2+Zn+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2，该电池工作时正极的电极反应式为 。 (2)尿素[CO(NH2)2]燃料电池可直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化水，又能发电。其装置如图所示：负极电极反应为： 。 (3) NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如上图所示。该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，Y可循环使用，则正极反应式为 。 答案 1-5 ADC A A 6-10 DDACA 11-13 BAB 14．(1) O2 (2) (3) 减小 电极a的反应为，该反应生成了大量H+，导致增大，溶液pH减小 (4) 【详解】（1）由分析可知，三种乙醇燃料电池中正极反应物均为O2； （2）由分析可知，碱性乙醇燃料电池中，电极a为负极，发生的电极反应为：； （3）由分析可知，酸性乙醇燃料电池中，电极a的反应为：，即生成，电极区域酸性增强，则工作一段时间后，若忽略溶液体积的变化，该区域的pH会减小。溶液的与相关，越大，溶液越小。结合化学用语解释说明：电极a的反应为，该反应生成了大量H+，导致增大，溶液pH减小； （4）由分析可知，熔融盐乙醇燃料电池中，电极b为正极，发生的电极反应为：。 15．(1) 放热882 kJ (2) N2H4 a 280 (3) 【详解】（1）1molN4分子能转化为2molN2分子；断裂分子中的N-N键吸收的能量为167kJ×6=1002 kJ，形成2molN2中氮氮三键放出的能量为942kJ×2=1884 kJ，1molN4分子完全转化为分子的热量变化是放热1884-1002=882kJ。的能量更低，所以分子和分子相比，更稳定的是。 （2）①a电极N2H4失电子发生氧化反应生成N2，可知a是负极，该燃料电池中负极反应的物质是N2H4；b是正极，正极氧气得电子生成氢氧根离子，正极的电极反应式为 。 ②电池工作时，a是负极、b是正极，阴离子移向负极，移向a电极。 ③根据，当电池放电转移10mol电子时，消耗2.5mol氧气，空气中氧气的含量约80%，消耗空气12.5mol，理论上需要通入约12.5mol×22.4L/mol=280L的空气。 （3）高铁电池放电时的总反应式为，负极的电极反应式为，总反应-负极反应得高铁电池放电时正极的电极反应式是。 16.(1) 5.6 (2) 6 (3) 铜 （1）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； 若改为通入，其电极反应式为：，电路中每转移2mol电子，消耗标准状况下的：。故答案为：5.6； （2）燃料电池，以C为电极，为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，电池工作时甲醇失去电子发生氧化反应，，故消耗，则电路中通过6mol电子； （3）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。 17．(1) 合成氨反应是可逆反应，与不可能完全反应转化为 391 CD (2) 正极 33.6 【详解】（1）①与完全转化为放热92.2kJ，而合成氨反应是可逆反应，反应物不可能完全转化，所以放出的热量小于92.2kJ； ②断键过程吸热，则成键过程放热，，即破坏键吸收的能量等于391kJ； ③可逆反应达平衡时，正逆反应速率相等，各组分浓度不变。A项中无法说明物质浓度保持不变；B项中反映的仅是正反应速率；C项中容器体积不变，的物质的量不变，即浓度不变；D项中合成氨反应是气体分子数减小的反应，压强不变，即浓度不变，C、D项符合题意，故答案为CD。 （2）①由图示可知，转化为的过程失电子，所以a极是负极，b极为正极，负极的电极反应式为； ②28gN2的物质的量为1mol，正极的电极反应式为，由电子守恒可知，反应生成1molN2时消耗，在标准状况下的体积为33.6L。 18．(1)MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH- (2)CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+(3) O2+4e-+2N2O5=4NO 学科网（北京）股份有限公司 $