第六章　化学反应与能量　阶段重点突破练(三)（含答案)

阶段重点突破练(三)
一、吸热反应和放热反应的判断
1．(2022·北京牛栏山一中高一阶段检测)下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是(　　)
A．铝片与稀H2SO4反应
B．Ca(OH)2与NH4Cl的反应
C．CO在O2中的燃烧反应
D．灼热的木炭与H2O(g)反应
2．我国新型火箭长征5号采用液氢和液氧作为推进剂。下列有关说法不正确的是(　　)
A．将氢、氧液化可增加火箭携带燃料总量
B．火箭依靠氢气和氧气燃烧放出的热推进
C．断裂氢、氧分子中的化学键需要吸收能量
D．燃料的总能量小于燃烧产物水的总能量
3．“长征三号乙”运载火箭使用偏二甲肼(C2H8N2)和液态四氧化二氮作推进剂，发生反应：C2H8N2＋2N2O4===3N2↑＋2CO2↑＋4H2O，下列说法正确的是(　　)
A．断裂C2H8N2和N2O4中的化学键时放出能量
B．C2H8N2具有的能量高于N2具有的能量
C．反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量
D．该反应中，C2H8N2作氧化剂
二、吸热反应和放热反应的计算
4．对于放热反应：A＋B===C＋D，下列说法一定正确的是(EA、EB、EC、ED分别表示物质A、B、C、D所具有的能量)(　　)
A．EA＋EB＞EC＋ED B．EA＞EB＋EC
C．EA＞EB D．EA＋EB＜EC＋ED
5．(2022·重庆期中)碳燃烧过程中的能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．1 mol C(s)和 mol O2(g)反应生成1 mol CO(g)放出110.5 kJ热量
B．1 mol CO2(g)反应生成1 mol C(s)和1 mol O2(g)放出393.5 kJ热量
C．1 mol C(s)与 mol O2(g)的总能量小于1 mol CO(g)的总能量
D．碳燃烧时化学能全部转化为热能
6．H2与O2、F2均能发生反应，如图为H2与F2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需要______(填“吸收”或“放出”，下同)能量，完成转化Ⅲ需要______能量。
(2)H2和F2反应的能量变化图可用________(填“A”或“B”)表示。
(3)H2在O2中燃烧的过程主要是________能转化为________能的过程。
三、原电池的工作原理和应用
7．某原电池总反应的离子方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，能实现该反应的原电池是(　　)
A B C D
正极 Ag C Fe Cu
负极 Fe Fe Zn Fe
电解质溶液 FeCl3 FeCl2 Fe2(SO4)3 CuSO4
8.我们在课堂上学习和接触过许多有趣的电池，关于下列电池的说法不正确的是(　　)
A．苹果中含有苹果酸，图1中铁片是负极
B．图2中由于空气中的O2在Cu片表面得电子，导致滤纸片中的Cl－向铜片移动
C．图3酸性锌锰干电池中锌筒作负极不断被消耗，用久有漏液风险
D．图4电池电流从镁电极流向铝电极
9．把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c为负极；a、c相连时，c为正极；b、d相连时，b为正极，则这四种金属活动性顺序由大到小为(　　)
A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞d＞b
C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a
10．中科院科学家设计出一套利用SO2和太阳能综合制氢的方案，其基本工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．该电化学装置中，Pt电极作正极
B．Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势
C．电子流向：Pt电极→导线→BiVO4电极→电解质溶液→Pt电极
D．BiVO4电极上的电极反应式为SO－2e－＋2OH－===SO＋H2O
四、化学电池和电极反应式书写
11．已知某锂电池的总反应为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑，下列说法正确的是(　　)
A．该电池组装时，必须在无水无氧的条件下进行
B．Li电极作电池的负极，发生还原反应
C．工作时，电子从负极经电解质溶液流向正极
D．电池工作时每生成22.4 L SO2，转移4 mol电子
12．锌-空气电池具有蓄电量大、循环次数多等优点。下列说法正确的是(　　)
A．电池放电时Zn电极逐渐溶解
B．石墨为负极
C．电子由石墨经导线流向Zn片
D．电池放电时实现了电能向化学能的转化
13．(2022·杭州高一阶段检测)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解质溶液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na??2Na2CO3＋C。下列说法错误的是(　　)
A．放电时，ClO向负极移动
B．电子从Na极经导线到Ni极，再经电解质溶液回到Na极
C．放电时，正极反应为3CO2＋4e－===2CO＋C
D．放电时，Na极发生氧化反应
14.一种铁-空气二次电池放电时的工作原理如图所示，电池反应为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2。下列有关该电池放电时的说法正确的是(　　)
A．能量由电能转变为化学能
B．a极质量不变
C．b极为电池负极
D．电子由电极a经负载流向电极b
15．通过传感器可以监测空气中甲醛含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．a为电池的正极，发生还原反应
B．b极的电极反应为HCHO＋H2O－4e－===CO2＋4H＋
C．传感器工作过程中，电解质溶液中硫酸的浓度减小
D．当电路中转移2×10－4 mol电子时，传感器内参加反应的HCHO为3.0 mg
16．电池是人类生产和生活中重要的能量来源，电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。
(1)依据NaOH与HCl的反应原理设计原电池，你认为是否可行？__________(填“是”或“否”)，理由是______________________________________________________________。
(2)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH作电解质。负极反应式为__________________________________________________________，
正极反应式为___________________________________________________________________。
(3)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。请回答下列问题：
①电池的负极材料为____________________。
②电池正极发生的电极反应为_____________________________________________________。
阶段重点突破练(三)
1．D　2.D
3．C　[断裂化学键时吸收能量，形成化学键时放出能量，故A错误；C2H8N2＋2N2O4===3N2↑＋2CO2↑＋4H2O为放热反应，说明C2H8N2和N2O4具有的能量总和高于N2、CO2和H2O所具有的能量总和，无法确定C2H8N2具有的能量高于N2具有的能量，故B错误、C正确；在C2H8N2＋2N2O4===3N2↑＋2CO2↑＋4H2O反应中，C2H8N2中N元素和C元素的化合价均升高，发生氧化反应，是还原剂，故D错误。]
4．A　[反应A＋B===C＋D是放热反应，则反应物A、B的总能量大于生成物C、D的总能量，即EA＋EB＞EC＋ED。]
5．A　[由图可知，1 mol C(s)与1 mol O2(g)的总能量比1 mol CO(g)与 mol O2(g)的总能量高393.5 kJ－283.0 kJ＝110.5 kJ，则由1 mol C(s)和 mol O2(g)反应生成1 mol CO(g)放出110.5 kJ热量，A项正确；由图可知，1 mol CO2(g)的总能量比1 mol C(s)和1 mol O2(g)的总能量低，故该反应为吸热反应，应吸收393.5 kJ热量，B项错误；由A项分析可知，1 mol C(s)和 mol O2(g)的总能量大于1 mol CO(g)的总能量，C项错误；碳燃烧时化学能转化为热能、光能等，D项错误。]
6．(1)吸收　放出　(2)A　(3)化学　热
解析　(1)断开化学键吸收能量，形成化学键释放能量。转化Ⅰ、Ⅱ是断开化学键的过程，吸收能量；转化Ⅲ是形成化学键的过程，放出能量。(2)由图可知，H2和F2生成HF的反应中，断裂化学键吸收的能量为154 kJ＋436 kJ＝590 kJ，形成化学键放出的能量为2×565 kJ＝1 130 kJ，故是放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，A正确。(3)氢气在氧气中燃烧是放热反应，主要是化学能转化为热能的过程。
7．A　8.B
9．B　[若a、b相连时，a为负极，根据原电池的工作原理，金属活泼性强的作原电池的负极，故金属的活动性顺序为a＞b；c、d相连时，c为负极，所以金属的活动性顺序为c＞d；a、c相连时，c为正极，所以金属的活动性顺序为a＞c；b、d相连时，b是正极，所以金属的活动性顺序为d＞b；则这四种金属活动性顺序为a＞c＞d＞b。]
10．C　[A项，该装置为原电池，由Pt电极上的反应：H2O→H2可知，Pt电极上发生还原反应，Pt电极为正极，正确；B项，Pt电极为正极，BiVO4电极为负极，所以Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势，正确；C项，电子从BiVO4电极(负极)经导线流向Pt电极(正极)，且不能进入溶液，错误；D项，BiVO4电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为SO－2e－＋2OH－===SO＋H2O，正确。]
11．A　12.A
13．B　[原电池中，阴离子在电解质溶液中向负极迁移，A正确；电子只在导线中运动，离子在溶液中迁移，形成闭合回路，B错误；放电时，CO2在正极得电子被还原，电极反应式为3CO2＋4e－===2CO＋C，C正确；放电时，Na作为负极失电子被氧化，发生氧化反应，D正确。]
14．D　[电池放电时，化学能转化为电能，故A项错误；a极为负极，铁失去电子生成Fe2＋，Fe2＋与OH－结合生成Fe(OH)2，电极质量减小，故B项错误；b极为电池正极，故C项错误；a极为负极，电子由电极a经负载流向电极b，故D项正确。]
15．D　[氧气得电子，发生还原反应，a为正极，A正确；b极是负极，发生失去电子的氧化反应，故电极反应为HCHO＋H2O－4e－===CO2＋4H＋，B正确；传感器工作过程中，发生氧化还原反应生成水，电解质溶液中硫酸的浓度变小，C正确；负极：HCHO＋H2O－4e－===CO2＋4H＋，当电路中转移2×10－4 mol电子时，反应的甲醛物质的量为5×10－5 mol，质量为1.5 mg，D错误。]
16．(1)否　NaOH与HCl的反应不是氧化还原反应
(2)N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O　O2＋4e－＋2H2O===4OH－　(3)①锂　②2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑
解析　(1)设计成原电池的反应需为氧化还原反应，而NaOH与HCl的反应不是氧化还原反应，故不可行。(2)燃料电池中，通入燃料的电极通常为负极，通入氧气的一极为正极，则通入液体燃料肼(N2H4)的一极为负极，负极发生氧化反应，由图可知负极上有N2生成，电极反应式为N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O；通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。(3)①从电池反应4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑可以看出，Li元素由0价升高到＋1价，所以电池的负极材料为Li。②SOCl2中的S元素显＋4价，产物中S元素为0价，所以一部分SOCl2中的S元素得电子生成S，一部分SOCl2生成SO2，同时氯元素转化为Cl－，电池正极发生的电极反应为2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑。