专题02 化学变化中的能量变化（期中专项训练）高一化学下学期沪科版

专题02 化学变化中的能量变化 题型1 吸热反应与放热反应的判断 题型2 能量变化与化学键的关系（重点） 题型3 化学反应中能量变化的计算（难点） 题型4 原电池的构成与工作原理（重点） 题型5 化学电池 题型1 吸热反应与放热反应的判断 1．下列属于放热反应的是 A．浓硫酸溶于水 B．CaO溶于水 C．碳酸氢钠溶于盐酸 D．碳和二氧化碳高温条件下反应 2．下列物质间的反应属于吸热反应的是 A．甲烷在氧气中燃烧 B．氢氧化钠溶液与盐酸的反应 C．锌与稀硫酸的反应 D．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应 3．下列图示变化为吸热反应的是 A． B． C． D． 4．关于化学反应与能量的说法正确的是 A．需要加热的反应都是吸热反应 B．反应物总能量与生成物总能量一定相等 C．断裂化学键要吸收能量 D．与的反应不需要加热，是放热反应 易错提醒： ①一个化学反应是吸热还是放热取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。若反应物的总能量>生成物的总能量，则为放热反应；若反应物的总能量<生成物的总能量，则为吸热反应。 ②化学反应是吸热还是放热与反应条件(是否需要加热等)和反应类型(如化合反应、分解反应等)无必然关系。 ③绝大多数吸热反应需在加热条件下进行，但也有部分吸热反应不加热即可进行。例如，Ba(OH)2·8H2O晶体与NH₄Cl晶体的反应为吸热反应，二者混合后就能进行反应，不需要加热。 ④需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，某些放热反应也需要加热，如Fe+SFeS开始时需要加热才能发生，但该反应是放热反应。 ⑤若某反应为放热反应，则该反应的逆向反应为吸热反应，如H2与O2化合生成H2O为放热反应，则H2O分解生成H2和O2为吸热反应。 ⑥放热反应和吸热反应均是化学反应。有些物质的变化过程虽然也有热量变化，但并不是放热反应或吸热反应。如NaOH固体溶于水、浓H2SO4的稀释等放热，但不属于放热反应；NH4NO3固体溶于水、碘升华等吸热，但不属于吸热反应。 题型2 能量变化与化学键的关系（重点） 5．长征八号火箭以液氢和液氧为燃料。下列说法不正确的是 A．火箭发射过程涉及化学能转化为热能 B．以液氢液氧为燃料，绿色环保无污染 C．和的总能量比的总能量低 D．该反应断开化学键所吸收的能量比形成化学键所放出的能量低 6．在25℃、101kPa下，1mol白磷()完全燃烧放出的热量和4mol红磷(P)完全燃烧放出的热量关系如下图所示。由此判断，下列说法正确的是 A．由红磷转化为五氧化二磷是吸热反应 B．白磷比红磷稳定 C．由红磷转化为白磷是吸热反应 D．等质量的红磷比白磷完全燃烧放出的热量多 7．在一定条件下，、、、的能量关系如图所示，下列说法正确的是 A．反应1和反应2均属于吸热反应 B．反应2中断开化学键吸收的总能量低于形成化学键放出的总能量 C．若足量，S可与经一步反应直接生成 D．反应1和反应2中能量变化的大小与反应物的质量多少无关 8．利用太阳光在催化剂表面实现高效分解液态水，主要过程如图所示。下列说法错误的是 A．过程I有H-O键断裂并吸收能量 B．过程Ⅱ有O-O键和H-H键的形成并放出能量 C．整个过程中既有极性键的断裂，又有非极性键的形成 D．的总能量大于和的总能量 题型3 化学反应中能量变化的计算（难点） 9．理论研究表明，在和下，异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．比稳定 B．该反应为吸热反应，反应物的总键能小于生成物的总键能 C．该异构化反应只有在加热条件下才能进行 D．1molHCN(s)转化为所吸收的能量要大于 10．（2025·高一下·上海市新中高级中学·期中）I．能量示意图能表示反应过程中的能量变化，请根据下图回答下列问题： （1）1molN2H4(g)与1molO2(g)反应生成1molN2(g)和2molH2O(g)_________(选填“放出”或“吸收”)的能量为_____kJ。1molN2H4(g)与1molO2(g)断键吸收的能量为_____kJ。 II．某实验小组为了探究化学能与热能的转化，设计了如图所示的三套实验装置 （2）能探究“肼与过氧化氢的反应是吸热反应还是放热反应”的装置是_________（从上图中选填字母） （3）已知1mol碳原子构成的金刚石比1mol碳原子构成的石墨在完全燃烧全部生成二氧化碳气体时，多放出1.9kJ的能量，则石墨和金刚石稳定性强的是_________。 题型4 原电池的构成与工作原理（重点） 11．（2025·高一下·上海市上海中学·期中）理论上不能设计为原电池的化学反应是 A．CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O B．2FeCl3 + Fe =3FeCl2 C．2Al + 2NaOH + 2H2O=2NaAlO2 + 3H2↑ D．HNO3 + NaOH=NaNO3 + H2O 12．某原电池工作一段时间后，正极材料质量增大，下列组合构成的原电池可观察到该现象的是 选项 电极1 电极2 电解质溶液 A 铁片 铜片 稀硫酸 B 铁片 铝片 硫酸铜溶液 C 铝片 石墨 溶液 D 铜片 石墨 稀硝酸 易错提醒： 原电池构成条件 一看反应 看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应) 二看两电极 一般是活泼性不同的两电极 三看是否形成闭合回路 形成闭合回路需三个条件： ①电解质溶液或熔融电解质； ②两电极直接或间接接触； ③两电极插入电解质溶液中 13．某小组进行了如下两组对比实验，下列说法正确的是   A．甲装置中锌电极上发生还原反应 B．甲装置可以将电能转化为化学能 C．甲中产生气泡的速率比乙快 D．一段时间后甲、乙烧杯中的氢离子浓度均增大 14．某实验兴趣小组用如图所示装置做完实验后，在读书卡片上记下了如下6条记录，其中实验记录合理的是 ①Zn为正极，Cu为负极         ②向负极移动 ③电子流动方向为Zn→稀硫酸→Cu     ④Cu极有产生 ⑤若有1mol电子流过导线，则产生     ⑥正极的电极反应式： A．①②③ B．③④⑤ C．④ D．③④⑤⑥ 15．（2025·高一下·上海市新中高级中学·期中）有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验装置 部分实验现象 a极质量减少；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是___________。 16．（2025·高一下·上海市新中高级中学·期中）组装成的电池如下图所示，为了向其他同学介绍这款电池，需要对这款电池的原理做一个分析，下列说法正确的是 A．铁环作负极，发生还原反应 B．电池工作时，电子从铁环经LED灯流向铜线 C．电池工作时，铁环变细铜线变粗 D．电池工作结束后柠檬的酸性变强 17．为探究化学反应中的能量变化，某化学兴趣小组设计进行了如图所示的实验。 回答下列问题： （1）实验(Ⅰ)出现_______现象时或实验(Ⅱ)出现_______现象时，都可以证明与稀盐酸的反应为放热反应。 （2）实验(Ⅲ)由两个装置组成(分为左装置和右装置)，两装置反应掉相同质量的时，温度计示数升高，其变化记为和。 ①左装置中能量转化形式为_______。 ②理论上_______(填“>”、“＜”或“=”)，其原因为_______ （3）实验(Ⅳ)中： ①片、片实验前打磨的目的为_______。 ②电极的电极反应式为_______。 （4）若实验(Ⅲ)右装置电流计指针偏向电极，则在实验(Ⅳ)中电流计指针偏向_______(填“Mg”或“Al”)电极。 题型5 化学电池 18．下列有关电池叙述正确的是 A．水果电池是高效环保的家用电池 B．锌锰干电池是一种常用的二次电池 C．锌锰干电池碳棒是负极，锌片是正极 D．锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄 19．下列四个常用电化学装置的叙述错误的是 图I水果电池 图II干电池 图III铅蓄电池图 IV氢氧燃料电池 A．图I所示电池中，水果中含有电解质溶液 B．图Ⅱ所示干电池中锌作负极，发生还原反应 C．图Ⅲ放电时负极的电极反应式为 D．图IV所示电池中正极反应为： 20．氢燃料电池汽车由于具备五大优势：零排放、零污染、无噪音、补充燃料快、续航能力强，而备受关注。某新能源汽车上有一种质子交换膜燃料电池(质子交换膜仅允许通过)，工作原理如图所示，下列叙述正确的是 A．通入氧气的电极发生氧化反应 B．通入氢气的电极为正极 C．总反应式为 D．氢氧燃料电池由外设装备提供燃料 21．（2025·高一下·上海市上海中学·期中）某兴趣小组以甲烷燃料电池为电源研究有关电化学的问题。 （1）甲池中，通入甲烷一极的电极反应式为___________。 （2）乙池中，总的化学方程式为___________。 （3）丙池中反应一段时间后，溶液中c(Ag+)将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 （4）丁池中，利用离子交换膜控制电解液中c(OH-)来制备纳米Cu2O，离子交换膜为阴离子交换膜，阴离子移动方向为___________(填“从左往右”、“从右往左”)。Cu电极的电极反应式为___________。 22．化学电池已成为人类生产和生活的重要能量来源之一。请根据所学知识，回答下列问题： （1）铝-空气-海水电池是一种无污染、长效、稳定可靠的电源，可为海上的航标灯供电，其工作原理示意图如图1所示。该电池工作时，电子移动方向为___________(填标号)。 A．石墨→航标灯→铝 B．铝→航标灯→石墨 C．铝→海水→石墨 D．铝→航标灯→石墨→海水→铝 （2）氢氧燃料电池能量转化效率高，工作原理如图2所示。 ①负极为___________(填“M极”或“N极”)，a表示的物质为___________。 ②N极发生的电极反应为___________。 （3）某化学兴趣小组根据反应设计原电池。 ①负极材料为___________。 ②下列可作为该原电池的电解质溶液的是___________(填标号)。 A．稀硫酸B．浓硫酸C．稀硝酸D．稀盐酸 ③正极发生的电极反应为___________，电池工作10min后，溶液中转移了个电子，则电解质溶液的质量增大了___________g。 23．（2025·高一下·上海市位育中学·期中）氨是极具前景的氢能载体和性能卓越的“零碳”燃料。 （1）利用的燃烧反应()能设计成燃料电池，其工作原理如图所示。 ①电极b为___________。 A．正极        B负极； ②电极a的电极反应式为___________。 （2）当正负极共消耗3.136L(标准状况)气体时，通过负载的电子数为___________个。 中的一个H原子若被-OH取代可形成(羟胺)。中的一个H原子若被取代可形成联氨()，也被称为“肼”，肼有弱碱性和强的还原性，且其氧化产物无污染。 （3）工业中将与在含的催化剂作用下生成联氨，其反应历程如下所示。 ①下列说法正确的是___________(填序号)。 A．中所有原子的核外最外层电子均达到稳定结构 B．在反应中N—H和N—O键断裂 C．催化剂中的先被氧化为，后又被还原为 ②若将替换为氘代物，则表示该反应的总化学方程式为：___________。(催化剂可用“表示)。 （4）下图为联氨分子的___________。 A．电子式 B．结构式 C．球棍模型 D．空间填充模型 （5）联氨在水中的电离方程式与氨相似，若将视为一元弱碱，则为二元弱碱。根据以上信息，则联氨第一步的电离方程式为___________；联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为___________。 （6）发射火箭时用肼为燃料，(g)作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。已知16g (g)在上述反应中放出284kJ的热量，写出该反应的热化学方程式___________。 （7）已知：钢铁在潮湿的空气中容易发生腐蚀。 水介质锅炉内壁容易发生电化学腐蚀，和水混溶形成水合肼()作为锅炉用水的防腐蚀添加剂。 ①水合肼能作防腐蚀添加剂的原因是___________。 ②与相比，水合肼作为防腐蚀添加剂的优点是___________。 1 / 1学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 化学变化中的能量变化 题型1 吸热反应与放热反应的判断 题型2 能量变化与化学键的关系（重点） 题型3 化学反应中能量变化的计算（难点） 题型4 原电池的构成与工作原理（重点） 题型5 化学电池 题型1 吸热反应与放热反应的判断 1．下列属于放热反应的是 A．浓硫酸溶于水 B．CaO溶于水 C．碳酸氢钠溶于盐酸 D．碳和二氧化碳高温条件下反应 【答案】B 【解析】A．浓硫酸溶于水释放大量热，但这是物理溶解过程，未生成新物质，不属于化学反应，故A错误； B． CaO与水反应生成Ca(OH)2，属于化合反应，且放出大量热（如生石灰制熟石灰的工业应用），是典型的放热反 应，故B正确； C．碳酸氢钠与盐酸反应是吸热反应，故C错误； D．C与CO2高温下生成CO，需持续高温条件，说明反应本身吸热，属于吸热反应，故D错误； 选B。 2．下列物质间的反应属于吸热反应的是 A．甲烷在氧气中燃烧 B．氢氧化钠溶液与盐酸的反应 C．锌与稀硫酸的反应 D．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应 【答案】D 【解析】A．燃烧是放热反应，甲烷在氧气中燃烧放热，故不选A； B．中和反应放热，氢氧化钠溶液与盐酸的反应是放热反应，故不选B； C．金属与酸反应放热，锌与稀硫酸的反应是放热反应，故不选C； D．铵盐与碱反应吸热，氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应是吸热反应，故选D； 选D。 3．下列图示变化为吸热反应的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．A项中生成物的总能量高于反应物的总能量，只能通过吸收能量才能实现，A正确； B．B项生成物的总能量低于反应物的总能量，属于放热反应，B错误； C．浓硫酸溶于水要放出热量，但此过程是物理变化，没有发生化学反应，C错误； D．金属与酸反应大多数属于放热反应，D错误； 答案选A。 4．关于化学反应与能量的说法正确的是 A．需要加热的反应都是吸热反应 B．反应物总能量与生成物总能量一定相等 C．断裂化学键要吸收能量 D．与的反应不需要加热，是放热反应 【答案】C 【解析】A．需要加热的反应可能是吸热也可能是放热反应，例如木炭燃烧需加热但属于放热反应，A错误； B．反应物总能量与生成物总能量不相等，放热反应中反应物总能量高于生成物，吸热反应则相反，B错误； C．断裂化学键需要吸收能量，形成化学键释放能量，C正确； D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，虽不需加热但会吸热导致温度下降，D错误； 故选C。 易错提醒： ①一个化学反应是吸热还是放热取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。若反应物的总能量>生成物的总能量，则为放热反应；若反应物的总能量<生成物的总能量，则为吸热反应。 ②化学反应是吸热还是放热与反应条件(是否需要加热等)和反应类型(如化合反应、分解反应等)无必然关系。 ③绝大多数吸热反应需在加热条件下进行，但也有部分吸热反应不加热即可进行。例如，Ba(OH)2·8H2O晶体与NH₄Cl晶体的反应为吸热反应，二者混合后就能进行反应，不需要加热。 ④需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，某些放热反应也需要加热，如Fe+SFeS开始时需要加热才能发生，但该反应是放热反应。 ⑤若某反应为放热反应，则该反应的逆向反应为吸热反应，如H2与O2化合生成H2O为放热反应，则H2O分解生成H2和O2为吸热反应。 ⑥放热反应和吸热反应均是化学反应。有些物质的变化过程虽然也有热量变化，但并不是放热反应或吸热反应。如NaOH固体溶于水、浓H2SO4的稀释等放热，但不属于放热反应；NH4NO3固体溶于水、碘升华等吸热，但不属于吸热反应。 题型2 能量变化与化学键的关系（重点） 5．长征八号火箭以液氢和液氧为燃料。下列说法不正确的是 A．火箭发射过程涉及化学能转化为热能 B．以液氢液氧为燃料，绿色环保无污染 C．和的总能量比的总能量低 D．该反应断开化学键所吸收的能量比形成化学键所放出的能量低 【答案】C 【解析】A．液氢和液氧燃烧的反应为放热反应燃烧释放热能，化学能转化为热能，A正确； B．液氢和液氧燃烧的反应产物为水，无污染，B正确； C．该反应为放热反应，反应物总能量高于生成物，C错误； D．该反应为放热反应，该反应断开化学键所吸收的能量比形成化学键所放出的能量低，D正确； 故选C。 6．在25℃、101kPa下，1mol白磷()完全燃烧放出的热量和4mol红磷(P)完全燃烧放出的热量关系如下图所示。由此判断，下列说法正确的是 A．由红磷转化为五氧化二磷是吸热反应 B．白磷比红磷稳定 C．由红磷转化为白磷是吸热反应 D．等质量的红磷比白磷完全燃烧放出的热量多 【答案】C 【解析】A．由图可知，由红磷转化为五氧化二磷是放热反应，故A错误； B．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时白磷比红磷能量高，能量越低物质越稳定，则红磷稳定，故B错误； C．由图可知，由红磷转化为白磷是吸热反应，故C正确； D．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时白磷比红磷能量高，等质量的红磷比白磷完全燃烧放出的热量少，故D错误； 故答案选C。 7．在一定条件下，、、、的能量关系如图所示，下列说法正确的是 A．反应1和反应2均属于吸热反应 B．反应2中断开化学键吸收的总能量低于形成化学键放出的总能量 C．若足量，S可与经一步反应直接生成 D．反应1和反应2中能量变化的大小与反应物的质量多少无关 【答案】B 【解析】A．根据图示，反应1和反应2均属于放热反应，A错误； B．反应2属于放热反应，断开化学键吸收的总能量低于形成化学键放出的总能量，B正确； C．硫粉在足量的中燃烧，一步反应只能生成，C错误； D．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少有关，D错误。，D正确； 故选B。 8．利用太阳光在催化剂表面实现高效分解液态水，主要过程如图所示。下列说法错误的是 A．过程I有H-O键断裂并吸收能量 B．过程Ⅱ有O-O键和H-H键的形成并放出能量 C．整个过程中既有极性键的断裂，又有非极性键的形成 D．的总能量大于和的总能量 【答案】D 【解析】A．根据催化基元转化流程，过程I是，有键的断裂并吸收能量，A正确； B．过程Ⅱ为，有O-O键和H-H键的形成并放出能量，B正确； C．根据过程I和过程Ⅱ，在整个过程中既有极性键的断裂，又有非极性键的形成，C正确； D．该过程中需要吸收太阳能才能实现转化，即需要吸收能量，则的总能量小于和的总能量，D错误； 故答案为：D。 题型3 化学反应中能量变化的计算（难点） 9．理论研究表明，在和下，异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．比稳定 B．该反应为吸热反应，反应物的总键能小于生成物的总键能 C．该异构化反应只有在加热条件下才能进行 D．1molHCN(s)转化为所吸收的能量要大于 【答案】D 【解析】A．根据图示，的能量大于，所以比稳定，故A错误； B．根据图示，该反应为吸热反应，反应物的总键能大于生成物的总键能，故B错误； C．根据图示，该反应为吸热反应，反应吸放热与反应条件无关，该异构化反应不一定在加热条件下才能进行，故C错误； D．根据图示，1molHCN(g)转化为1molHNC(g)吸收的能量，HCN(s)的能量小于1molHCN(g)，所以 1molHCN(s)转化转化为所吸收的能量要大于，故D正确； 选D。 10．（2025·高一下·上海市新中高级中学·期中）I．能量示意图能表示反应过程中的能量变化，请根据下图回答下列问题： （1）1molN2H4(g)与1molO2(g)反应生成1molN2(g)和2molH2O(g)_________(选填“放出”或“吸收”)的能量为_____kJ。1molN2H4(g)与1molO2(g)断键吸收的能量为_____kJ。 II．某实验小组为了探究化学能与热能的转化，设计了如图所示的三套实验装置 （2）能探究“肼与过氧化氢的反应是吸热反应还是放热反应”的装置是_________（从上图中选填字母） （3）已知1mol碳原子构成的金刚石比1mol碳原子构成的石墨在完全燃烧全部生成二氧化碳气体时，多放出1.9kJ的能量，则石墨和金刚石稳定性强的是_________。 【答案】（1）放出 523 2255 （2）AB （3）石墨 【分析】反应物具有总能量大于生成物具有总能量，该反应为放热反应。 【解析】（1）由图可知1molN2H4(g)与1molO2(g)具有的能量比1molN2(g)和2molH2O(g)具有的能量高523kJ，1molN2H4(g)与1molO2(g)反应生成1molN2(g)和2molH2O(g)放出热量523kJ；1molN2H4(g)与1molO2(g)断键吸收的能量为2778-523=2255 kJ，故答案为：放出；523；2255； （2）装置A可通过U形管中红墨水液面的变化判断肼与过氧化氢的反应是吸热反应还是放热反应；装置B可通过烧杯中是否产生气泡判断肼与过氧化氢的反应是吸热反应还是放热反应；装置C只是一个肼与过氧化氢的反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能判断肼与过氧化氢的反应是吸热反应还是放热反应，故答案为：AB； （3）1mol碳原子构成的金刚石比1mol碳原子构成的石墨在完全燃烧全部生成二氧化碳气体时，多放出1.9kJ的能量，说明石墨的能量更低，能量越低越稳定，稳定性石墨>金刚石，故答案为：石墨。 题型4 原电池的构成与工作原理（重点） 11．（2025·高一下·上海市上海中学·期中）理论上不能设计为原电池的化学反应是 A．CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O B．2FeCl3 + Fe =3FeCl2 C．2Al + 2NaOH + 2H2O=2NaAlO2 + 3H2↑ D．HNO3 + NaOH=NaNO3 + H2O 【答案】D 【分析】自发的氧化还原反应能设计成原电池，复分解反应不能设计成原电池； 【解析】A．CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O，该反应属于自发的氧化还原反应，所以能设计成原电池，故A不选； B．2FeCl3+Fe═3FeCl2，该反应属于自发的氧化还原反应，所以能设计成原电池，故B不选； C．2Al + 2NaOH + 2H2O=2NaAlO2 + 3H2↑，该反应属于自发的氧化还原反应，所以能设计成原电池，故C不选； D．HNO3+NaOH═NaNO3+H2O，该反应属于复分解反应，不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，故D选； 故选：D。 12．某原电池工作一段时间后，正极材料质量增大，下列组合构成的原电池可观察到该现象的是 选项 电极1 电极2 电解质溶液 A 铁片 铜片 稀硫酸 B 铁片 铝片 硫酸铜溶液 C 铝片 石墨 溶液 D 铜片 石墨 稀硝酸 【答案】B 【分析】正极质量增大需满足正极有金属析出，据此解答。 【解析】A．正极氢离子得电子，生成氢气，质量不增加，故A不符合题意； B．铝（活泼）为负极，铁为正极，硫酸铜溶液中的在正极被还原为Cu，沉积在铁表面，导致正极质量增加，故B符合题意； C．水分子得电子，生成氢气，质量不增加，故C不符合题意； D．正极硝酸根离子得电子，生成一氧化氮，质量不增加，故D不符合题意； 答案选B。 易错提醒： 原电池构成条件 一看反应 看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应) 二看两电极 一般是活泼性不同的两电极 三看是否形成闭合回路 形成闭合回路需三个条件： ①电解质溶液或熔融电解质； ②两电极直接或间接接触； ③两电极插入电解质溶液中 13．某小组进行了如下两组对比实验，下列说法正确的是   A．甲装置中锌电极上发生还原反应 B．甲装置可以将电能转化为化学能 C．甲中产生气泡的速率比乙快 D．一段时间后甲、乙烧杯中的氢离子浓度均增大 【答案】C 【解析】A．甲装置构成原电池，锌比铜活泼，锌作负极，负极上锌失电子发生氧化反应，不是还原反应，A错误； B．甲装置是原电池，是将化学能转化为电能，而不是将电能转化为化学能，B错误； C．甲装置构成原电池，乙装置中锌、铜未构成原电池，原电池能加快反应速率，所以甲中产生气泡的速率比乙快，C正确； D．甲、乙装置中均发生反应，氢离子不断被消耗，一段时间后，甲、乙烧杯中的氢离子浓度均减小，D错误； 故选C。 14．某实验兴趣小组用如图所示装置做完实验后，在读书卡片上记下了如下6条记录，其中实验记录合理的是 ①Zn为正极，Cu为负极         ②向负极移动 ③电子流动方向为Zn→稀硫酸→Cu     ④Cu极有产生 ⑤若有1mol电子流过导线，则产生     ⑥正极的电极反应式： A．①②③ B．③④⑤ C．④ D．③④⑤⑥ 【答案】C 【分析】Zn-Cu原电池中，Zn作负极，电极反应式为：，Cu为正极，电极反应式为：，电子由负极流向正极，阳离子向正极移动。 【解析】①Zn的活泼性大于Cu，则Zn为负极，Cu为正极，①错误； ②电解质溶液中，H+向原电池的正极移动，②错误； ③电子由Zn电极流向Cu电极，电子不会进入溶液，③错误； ④Cu电极上发生氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为：，④正确； ⑤由可知，有1mol电子流向导线，产生氢气0.5mol，没有指出标况下，不能使用标况下气体摩尔体积计算生成氢气的体积，⑤错误； ⑥正极上氢离子得到电子生成氢气，正极反应式为：，⑥错误； 故选C。 15．（2025·高一下·上海市新中高级中学·期中）有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验装置 部分实验现象 a极质量减少；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是___________。 【答案】d＞a＞b＞c 【解析】原电池中一般负极的活泼性强于正极，装置一：形成原电池，a极质量减小，b极质量增加，a极为负极，b极为正极，则金属的活动性顺序a＞b；装置二：未形成原电池，b极有气体产生，c极无变化，则金属的活动性顺序b＞c；装置三：形成原电池，d极溶解，所以d是负极，c极有气体产生，所以c是正极，则金属的活动性顺序d＞c；装置四：形成原电池，电流从a极流向d极，a极为正极，d极为负极，则金属的活动性顺序d＞a；所以这四种金属的活动性顺序为d＞a＞b＞c。 16．（2025·高一下·上海市新中高级中学·期中）组装成的电池如下图所示，为了向其他同学介绍这款电池，需要对这款电池的原理做一个分析，下列说法正确的是 A．铁环作负极，发生还原反应 B．电池工作时，电子从铁环经LED灯流向铜线 C．电池工作时，铁环变细铜线变粗 D．电池工作结束后柠檬的酸性变强 【答案】B 【分析】铁环、铜线和柠檬构成的原电池工作时，铁环发生失电子的氧化反应、作负极，铜线作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，电子由负极经过导线流向正极，溶液的酸性减弱； 【解析】A．铁环、铜线和柠檬构成的原电池工作时，铁环作负极，铜线作正极，铁环发生氧化反应，故A错误； B．电池工作时，铁环作负极，铜线作正极，电子会从铁环经LED灯流向最右侧铜线，故B正确； C．电池工作时，铁环失电子生成亚铁离子而变细，铜线上氢离子得电子生成氢气，铜线粗细不变，故C错误； D．电池工作时柠檬酸中氢离子参与反应，溶液的酸性变弱，故D错误； 答案选B。 17．为探究化学反应中的能量变化，某化学兴趣小组设计进行了如图所示的实验。 回答下列问题： （1）实验(Ⅰ)出现_______现象时或实验(Ⅱ)出现_______现象时，都可以证明与稀盐酸的反应为放热反应。 （2）实验(Ⅲ)由两个装置组成(分为左装置和右装置)，两装置反应掉相同质量的时，温度计示数升高，其变化记为和。 ①左装置中能量转化形式为_______。 ②理论上_______(填“>”、“＜”或“=”)，其原因为_______ （3）实验(Ⅳ)中： ①片、片实验前打磨的目的为_______。 ②电极的电极反应式为_______。 （4）若实验(Ⅲ)右装置电流计指针偏向电极，则在实验(Ⅳ)中电流计指针偏向_______(填“Mg”或“Al”)电极。 【答案】（1）饱和石灰水变浑浊 U型管左侧液面低于右侧 （2）化学能转化为热能 ＞ 右装置中有部分化学能转化为电能，所以温度升高较小 （3）除去表面的氧化膜 （4）Mg 【解析】（1）氢氧化钙的溶解度随温度升高而降低，故实验（Ⅰ）石灰水变浑浊时，证明稀盐酸与镁的反应是放热反应；一段时间后，由于热胀冷缩，锥形瓶中气压增大，U型管中水向右移动，即液面左低右高则若观察到型管左侧液面低于右侧，说明盐酸与镁的反应是放热反应。 （2）①锌与硫酸铜发生置换反应放出热量，能量转化形式为化学能转化为热能。 ②右装置中有部分化学能转化为电能，所以温度升高较小。 （3）①片、片在空气中会形成致密的氧化膜，实验前应打磨除去。 ②在强碱性溶液中，电极为负极，失电子转化为，电极反应式为。 （4）若实验（Ⅲ）右装置电流计指针偏向电极（正极），则在实验（Ⅳ）中电流计指针偏向电极（正极）。 题型5 化学电池 18．下列有关电池叙述正确的是 A．水果电池是高效环保的家用电池 B．锌锰干电池是一种常用的二次电池 C．锌锰干电池碳棒是负极，锌片是正极 D．锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄 【答案】D 【解析】水果电池并不是高效的，A错误。锌锰干电池不能反复充放电，所以属于一次性电池，B不正确。在原电池较活泼的金属作负极，锌是金属，碳是非金属，所以锌应该是负极，碳棒是正极，C不正确。因为锌作负极，失去电子被氧化而逐渐溶解，因此选项D是正确的，答案选D。 19．下列四个常用电化学装置的叙述错误的是 图I水果电池 图II干电池 图III铅蓄电池图 IV氢氧燃料电池 A．图I所示电池中，水果中含有电解质溶液 B．图Ⅱ所示干电池中锌作负极，发生还原反应 C．图Ⅲ放电时负极的电极反应式为 D．图IV所示电池中正极反应为： 【答案】C 【解析】A．图I所示电池为水果电池，需满足原电池的形成条件，则水果中含有电解质溶液，A正确； B．干电池中，锌作负极失电子，被氧化，发生氧化反应，正极二氧化锰得电子，元素化合价降低，正极的电极反应为：，发生还原反应，B正确； C．图III为铅蓄电池，铅作负极，二氧化铅作正极，放电时负极的电极反应式为Pb-2e-＋=PbSO4，正极反应式为PbO2+ +4H++2e-=PbSO4+2H2O，C错误； D．图Ⅳ所示电池中氢离移向b电极，b电极是正极，a电极是负极，从n处通入O2，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，D正确； 故选C。 20．氢燃料电池汽车由于具备五大优势：零排放、零污染、无噪音、补充燃料快、续航能力强，而备受关注。某新能源汽车上有一种质子交换膜燃料电池(质子交换膜仅允许通过)，工作原理如图所示，下列叙述正确的是 A．通入氧气的电极发生氧化反应 B．通入氢气的电极为正极 C．总反应式为 D．氢氧燃料电池由外设装备提供燃料 【答案】D 【解析】A．通入氧气的电极是正极，该电极上得电子，发生还原反应，A错误； B．通入燃料氢气的电极是负极，B错误； C．在燃料电池中，总反应即为燃料燃烧的化学方程式，但不需要点燃，方程式为，C错误； D．氢氧燃料电池需要外设装备提供燃料和，D正确； 故答案选D。 21．（2025·高一下·上海市上海中学·期中）某兴趣小组以甲烷燃料电池为电源研究有关电化学的问题。 （1）甲池中，通入甲烷一极的电极反应式为___________。 （2）乙池中，总的化学方程式为___________。 （3）丙池中反应一段时间后，溶液中c(Ag+)将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 （4）丁池中，利用离子交换膜控制电解液中c(OH-)来制备纳米Cu2O，离子交换膜为阴离子交换膜，阴离子移动方向为___________(填“从左往右”、“从右往左”)。Cu电极的电极反应式为___________。 【答案】（1）CH4 -8e- + 10OH-=+ 7H2O （2） （3）不变 （4）从右往左 【分析】甲池为燃料电池，乙、丙、丁为电解池；甲烷发生氧化反应，通甲烷的一极为负极，通氧气的一极为正极。则A为阳极，B为阴极，C为阳极，D为阴极，Cu为阳极，Ti为阴极。 【解析】（1）甲池中甲烷发生氧化反应，其中C的化合价由-4价升高到+4价，失去电子，最后变成碳酸根离子，电极反应式为：CH4 -8e- + 10OH-=+ 7H2O； （2）乙为电解池，阴极为H2O放电生成氢气和OH-，阳极为Cl-放电生成Cl2，总的化学方程式为； （3）丙为电解池，阴极为Ag+放电生成Ag，阳极为Ag放电生成Ag+，故反应一段时间后，溶液中Ag+的浓度不变； （4）丁为电解池，且Cu为阳极，阴离子移向阳极移动，故OH-从右往左移动；阳极上Cu失电子发生氧化反应生成纳米Cu2O，电解反应为。 22．化学电池已成为人类生产和生活的重要能量来源之一。请根据所学知识，回答下列问题： （1）铝-空气-海水电池是一种无污染、长效、稳定可靠的电源，可为海上的航标灯供电，其工作原理示意图如图1所示。该电池工作时，电子移动方向为___________(填标号)。 A．石墨→航标灯→铝 B．铝→航标灯→石墨 C．铝→海水→石墨 D．铝→航标灯→石墨→海水→铝 （2）氢氧燃料电池能量转化效率高，工作原理如图2所示。 ①负极为___________(填“M极”或“N极”)，a表示的物质为___________。 ②N极发生的电极反应为___________。 （3）某化学兴趣小组根据反应设计原电池。 ①负极材料为___________。 ②下列可作为该原电池的电解质溶液的是___________(填标号)。 A．稀硫酸B．浓硫酸C．稀硝酸D．稀盐酸 ③正极发生的电极反应为___________，电池工作10min后，溶液中转移了个电子，则电解质溶液的质量增大了___________g。 【答案】（1）B （2）N极 氧气或 （3）铁片 AD 2.7 【解析】（1）在原电池中，电子由负极经外电路流向正极，铝-空气-海水电池中，Al为负极，石墨为正极，所以电子移动方向为铝→航标灯→石墨。选B。 （2）氢氧燃料电池中，氢气（H₂）在负极失电子，氧气（O₂）在正极得电子。图中M极通入O₂，N极通入H₂，故​​N极为负极​​。a表示的物质是​​O₂​​（氧气）。 负极（N极）氧气得电子，电极反应式为：。 （3）Fe在反应中失电子，作负极。 浓硫酸、稀硝酸有氧化性，不能生成氢气，故选AD。 正极反应式为，转移0.1NA电子（0.1mole⁻）时：溶解0.05molFe（2.8g进入溶液）；消耗0.1molH⁺（0.1g），逸出0.05molH2（0.1g）。溶液质量增加=2.8g（Fe进入）-0.1g（H2逸出）=2.7g。 23．（2025·高一下·上海市位育中学·期中）氨是极具前景的氢能载体和性能卓越的“零碳”燃料。 （1）利用的燃烧反应()能设计成燃料电池，其工作原理如图所示。 ①电极b为___________。 A．正极        B负极； ②电极a的电极反应式为___________。 （2）当正负极共消耗3.136L(标准状况)气体时，通过负载的电子数为___________个。 中的一个H原子若被-OH取代可形成(羟胺)。中的一个H原子若被取代可形成联氨()，也被称为“肼”，肼有弱碱性和强的还原性，且其氧化产物无污染。 （3）工业中将与在含的催化剂作用下生成联氨，其反应历程如下所示。 ①下列说法正确的是___________(填序号)。 A．中所有原子的核外最外层电子均达到稳定结构 B．在反应中N—H和N—O键断裂 C．催化剂中的先被氧化为，后又被还原为 ②若将替换为氘代物，则表示该反应的总化学方程式为：___________。(催化剂可用“表示)。 （4）下图为联氨分子的___________。 A．电子式 B．结构式 C．球棍模型 D．空间填充模型 （5）联氨在水中的电离方程式与氨相似，若将视为一元弱碱，则为二元弱碱。根据以上信息，则联氨第一步的电离方程式为___________；联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为___________。 （6）发射火箭时用肼为燃料，(g)作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。已知16g (g)在上述反应中放出284kJ的热量，写出该反应的热化学方程式___________。 （7）已知：钢铁在潮湿的空气中容易发生腐蚀。 水介质锅炉内壁容易发生电化学腐蚀，和水混溶形成水合肼()作为锅炉用水的防腐蚀添加剂。 ①水合肼能作防腐蚀添加剂的原因是___________。 ②与相比，水合肼作为防腐蚀添加剂的优点是___________。 【答案】（1）A （2）0.24 （3）AC （4）C （5） （6）   （7）水合肼具有还原性，能吸收锅炉水中溶解的氧气，减慢锅炉钢铁的吸氧腐蚀的正极反应发生，而减慢锅炉的腐蚀速率 氧化产物为氮气，清洁无污染 【解析】（1）燃料电池中，通入燃料的一极为负极，则电极为负极，电极为正极，电极的电极反应为：。 （2）(标准状况)气体的气体的物质的量为。结合关系式：，则反应气体时，转移电子数为 。 （3）①A．肼中所有原子的核外最外层电子均达到稳定结构，达到个电子稳定状态，达到个电子稳定状态，故A正确； B．由反应历程可知，在反应中没有断裂，键断裂，故B错误； C．由反应历程可知，催化剂中的先被氧化为，后又被还原为，故C正确； 故选； ②由反应历程可知，反应过程中，生成的有两个氢原子来源于，若将替换为氘代物，则表示该过程的化学方程式为：。 （4）根据其模型特点，可知其为联氨分子的球棍模型，故选C。 （5）据写出在水中的第一步电离方程式为。由酸式盐的概念可知酸式盐中酸根为，而阳离子为二元碱的阳离子，所以酸式盐的化学式为。 （6） (g)是，则完全反应放出热量，故热化学方程式是。 （7）①水介质锅炉内壁容易发生电化学腐蚀一般是吸氧腐蚀，负极反应：，正极反应是：，加入水合肼，因为水合肼有还原性，能消耗水中的氧气，从而减缓腐蚀。 ②根据得失电子守恒，1mol氧气需要2mol或1mol水合肼，和亚硫酸钠相比，水合肼用量更少，且水合肼的氧化产物无污染，不产生其他杂质；被氧化后生成硫酸根易与水中钙离子形成水垢，影响锅炉使用。 1 / 1学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $