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必修二第六单元化学反应与能量第一节化学反应与能量变化课时作业
1．（2024上·天津宁河·高二统考期末）下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是（ ）
A．风力发电 B．火力发电 C．电解炼铝 D．锂离子电池
【答案】C
【详解】A．风力发电的过程是风能转化为电能的过程，故A不符合题意；
B．火力发电的过程是化学能转化为机械能、机械能转化为电能的过程，故B不符合题意；
C．电解炼铝的过程是电能转化为化学能的过程，故C符合题意；
D．锂离子电池放电的过程是化学能转化为电能的过程，故D不符合题意；
故选C。
2．（2023上·江苏·高二校联考阶段练习）下列反应属于吸热反应的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】A．，酸碱中和反应是放热反应，故A不符合题意；
B．，大多数化合反应是放热反应，故B不符合题意；
C．，C作还原剂的氧化还原反应(燃烧除外)是吸热反应，故C符合题意；
D．，碳燃烧是放热反应，故D不符合题意。
综上所述，答案为C。
3．（2023上·上海闵行·高三闵行中学校考期中）下列反应中，属于放热反应的是（ ）
A．与NH4Cl混合搅拌 B．高温煅烧石灰石
C．铝与盐酸反应 D．炭与水蒸气高温下反应
【答案】C
【详解】A．与NH4Cl混合搅拌属于吸热反应，故A错误；
B．高温煅烧石灰石属于属于吸热反应，故B错误；
C．铝与盐酸反应会放出大量热，故C正确；
D．炭与水蒸气高温下反应属于吸热反应，故D错误；
故选C。
4．（2023上·湖北襄阳·高二宜城市第一中学校考阶段练习）下列一些诗句、成语、谚语等包含的反应过程为反应物总能量比生成物总能量低的是
①野火烧不尽，春风吹又生；②春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干；③千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲；④爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏；⑤日照香炉生紫烟；⑥火树银花。
A．①②④⑥ B．③⑤ C．⑤⑥ D．③
【答案】D
【分析】反应过程为反应物总能量比生成物总能量低，则该反应为吸热反应；
①燃烧为放热反应，故①错误；
②蜡烛燃烧为放热反应，故②错误；
③高温煅烧大理石为吸热反应，故③正确；
④火药燃烧为放热反应，故④错误；
⑤不涉及化学变化，故⑤错误；
⑥包含物质燃烧，为放热反应，故⑥错误。
【详解】A.由分析可知①②④⑥都是放热反应，故A错误；
B.⑤不涉及化学变化，故B错误；
C.⑤不涉及化学变化，⑥包含物质燃烧，为放热反应，故C错误；
D.③高温煅烧大理石为吸热反应，故D正确；
故选D。
5．（2023下·山东青岛·高一青岛二中校考期末）下列反应中，一定可以用如图表示能量变化的有（ ）
①分解反应
②CO2与C在高温下反应生成CO
③甲烷在空气中燃烧
④需要加热才能明显发生的反应
⑤化学键断裂吸收的能量比化学键生成放出的能量多的反应
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
【答案】B
【详解】反应物的总能量小于生成物的总能量的反应为吸热反应；
①分解反应不一定为吸热反应，如双氧水分解为放热反应，故①不符合；
②CO2与C在高温下反应生成CO为吸热反应，故②符合；
③甲烷在空气中燃烧为放热反应，故③不符合；
④反应的热效应与反应是否需要加热没有关系，不一定为吸热反应，故④不符合；
⑤化学键断裂吸收的能量比化学键生成放出的能量多的反应一定为吸热反应，故⑤符合；
综上②⑤正确，故B正确。
答案选B。
6．（2023下·广东广州·高一广州市真光中学校考期中）如图为铜锌原电池示意图。下列有关该电池工作时的说法不正确的是（ ）
A．锌片作负极，其质量逐渐减小
B．电子由锌片通过导线流向铜片
C．电解质溶液中的向Zn电极方向移动
D．氢离子在铜表面被氧化，产生气泡
【答案】D
【分析】该原电池中Zn为负极失电子生成Zn2+，Cu为正极H+得电子生成H2。
【详解】A．Zn为负极失电子生成Zn2+，质量减小，A正确；
B．Zn为负极，电子由Zn电极通过导线流向铜片，B正确；
C．溶液中的阴离子向负极移动，向Zn电极方向移动，C正确；
D．正极上H+得电子生成H2，电极反应式为2H++2e-=H2↑，氢离子在铜表面被还原，产生气泡，D错误；
故答案选D。
7．（2023下·海南海口·高一海口市长流中学校考期中）下列说法正确的是（ ）
A．强酸强碱中和反应的实质是：H++OH-=H2O
B．物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要放出能量，而形成生成物中的化学键要吸收能量
C．化学反应中的能量变化，通常主要表现为电能的变化，如干电池等等
D．生物体内主要体现物质变化，如新陈代谢，而很少有能量变化
【答案】A
【详解】A．强酸与强碱反应的实质是强酸电离出的H+与强碱电离出的OH-结合成H2O，即H++OH-=H2O，A项正确；
B．物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量，而形成生成物中的化学键要放出能量，B项错误；
C．化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化，C项错误；
D．生物体内在主要体现物质变化的同时还伴随能量变化，D项错误；
答案选A。
8．（2023上·河北保定·高一校联考阶段练习）某反应由两步反应A→B→C完成，它的反应能量变化曲线如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．两步反应均为放热反应 B．A与C的能量差为
C．A→B的反应一定需要加热 D．三种物质中C最稳定
【答案】D
【详解】A．A的能量小于B的能量，说明A→B的反应为吸热反应，B的能量大于C的能量，说明B→C的反应为放热反应，故A错误；
B．由图可知A与C的能量差为E4-(E3-E2)，故B错误；
C．A→B为吸热反应，不一定需要加热，如氯化铵晶体和氢氧化钡晶体的反应为吸热反应，不需要加热，故C错误；
D．物质的能量越低越稳定，C的能量最低，C最稳定，故D正确；
答案选D。
9．（2024下·高一课时练习）碱性电池具有容量大、放电时电流大等特点。碱性锌锰干电池以氢氧化钾为电解质，电池总反应式为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH。下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过0.2mol电子，理论上锌的质量减小6.5g
【答案】C
【分析】由电池总反应式为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH可知，Zn在反应中失去电子，发生氧化反应，作负极，MnO2作正极。
【详解】A．根据题意可知，锌作负极失电子，电极反应式为Zn+2OH-+2e-=ZnO+H2O，A正确；
B．正极电极反应式为MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-，B正确；
C．原电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极，C错误；
D．根据锌电极反应式Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O可知，外电路中每通过0.2mol电子，有0.1mol锌参加反应，其质量为6.5g，D正确。
故选C。
10．（2023下·黑龙江齐齐哈尔·高一齐齐哈尔市第八中学校校考期末）设为阿伏伽德罗常数的值。下列说法不正确的是（ ）
A．4.6g乙醇中含有键的数目为
B．和的混合气体中含有的原子总数为
C．标准状况下，中含有氧原子的数目为
D．由和稀硫酸组成的原电池工作时，若Cu极生成，则电路通过电子
【答案】A
【详解】A．1分子乙醇含有5个碳氢键，4.6g乙醇为0.1mol，则含有键的数目为，故A错误；
B．和的摩尔质量都为44 g mol 1，44 g 和的混合气体物质的量为1mol，则44 g 和的混合气体中含有的原子总数为，故B正确；
C．标准状况下，为0.5mol，则含有氧原子1mol，数目为，故C正确；
D．由Cu、Zn和稀硫酸组成的原电池工作时，根据，若Cu极生成0.2 g（为0.1mol），则电路通过电子，故D正确。
故选A。
11．（2023下·黑龙江齐齐哈尔·高一齐齐哈尔市第八中学校校考期末）某检测甲醛(HCHO含量的电化学传感器的工作原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．工作时，电子由对电极经导线流向工作电极
B．工作时，对电极的反应为：
C．传感器工作过程中，电解质溶液浓度减小
D．每有1mol甲醛参与反应，就需要22.4L空气通入电极(标准状况下)
【答案】C
【分析】该装置为化学电源，通氧气一极为正极，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，通甲醛一极为负极，其电极反应式为HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+，据此分析；
【详解】A．工作电极为负极，对电极为正极，根据原电池工作原理，电子从负极经外电路流向正极，即工作时，电子从工作电极经导线流向对电极，故A错误；
B．由分析可知，工作时，对电极的反应为：O2+4H++4e-=2H2O，故B错误；
C．正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，负极反应式为HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+，电池总反应为HCHO+O2=CO2+H2O，反应生成水，稀释电解质，即电解质溶液浓度减小，故C正确；
D．电池总反应为HCHO+O2=CO2+H2O，每有1mol甲醛参与反应，就需要1mol氧气，氧气体积约为空气体积的五分之一，则需要5×22.4L空气通入电极(标准状况下，故D错误；
故选C。
12．（2023下·吉林长春·高一东北师大附中校考期末）已知反应的能量变化如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．图中A→B的过程为放热过程
B．加入催化剂不能改变反应的热效应
C．断开和的化学键吸收的能量总和大于生成和时放出的能量总和
D．和的总能量小于和的总能量
【答案】B
【分析】图中A点表示反应物总能量，B点表示反应物吸收了活化能形成活化分子时具有的总能量，C点表示生成物总能量。
【详解】A．图中A→B的过程为反应物吸收活化能形成活化分子的过程，是吸热过程，A错误；
B． 加入催化剂可以改变反应的活化能，改变反应速率，但不改变反应的热效应，B正确；
C．图中显示反应物总能量大于生成物总能量，反应为放热反应，因此断开和的化学键吸收的能量总和小于生成和时放出的能量总和，C错误；
D．反应为放热反应，因此和的总能量大于和的总能量，D错误；
故选B。
13．（2023下·甘肃兰州·高一统考期末）有A、B、C、D四块未知金属片，欲判断其金属活动性顺序，进行如下实验，根据电流表指针偏转方向，可以获知：
①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；
②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C；
③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；
④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应。
据此，判断四种金属的活动性顺序是（ ）
A．A>B>C>D B．C>A>B>D C．A>C>D>B D．B>D>C>A
【答案】C
【分析】一般来说，在原电池中，较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极。负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应。放电时电流从正极流向负极，电子从负极流向正极，据此判断金属活动性顺序：
【详解】①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A极为负极，所以活泼性A>B；②在原电池中，电子从负极流经外电路流向正极，C、D用导线相连后同时浸入稀硫酸中，电流由由D→导线→C，则电子由C→导线→D；则活泼性C>D；③A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡，说明C极是正极，所以活泼性A>C；④B、D相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应，说明D极是负极，所以活泼性D>B；综上所述可知四种金属活泼性由强到弱顺序是: A>C>D>B，故选C。
14．（2023下·湖南岳阳·高一统考期末）下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是（ ）
A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏
C．铅蓄电池在工作中，负极每消耗铅，则硫酸溶液中就转移电子
D．氢氧燃料电池具有清洁、安全、高效等特点
【答案】C
【详解】A．干电池属于一次电池，铅蓄电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，A项正确；
B．干电池中锌筒为负极，负极上锌发生失电子的氧化反应而溶解，锌筒被破坏，B项正确；
C．铅蓄电池在工作时，负极反应式为Pb-2e-+=PbSO4，负极每消耗1molPb，外电路中通过2mol电子，但电子不会在硫酸溶液中转移，C项错误；
D．氢氧燃料电池的产物为H2O，氢氧燃料电池具有清洁、安全、高效等特点，D项正确；
答案选C。
15．（2023上·重庆沙坪坝·高一重庆一中校考阶段练习）下列实验操作及现象与对应结论不匹配的是（ ）
实验操作及现象 结论
A 点燃无色气体X，将生成的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水先浑浊后澄清 X一定为CO
B 将Zn(OH)2固体粉末加入过量NaOH溶液中，充分搅拌，固体溶解得到无色溶液 Zn(OH)2体现酸性
C 将红色固体CrO3加热，得到绿色固体Cr2O3，且生成可使带火星木条复燃的气体 热稳定性：Cr2O3>CrO3
D 向盐酸中加入少量镁粉，产生大量气泡，测得溶液温度上升 镁与盐酸反应放热
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【详解】A．点燃无色气体X，将生成的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水先浑浊后澄清，说明有燃烧有二氧化碳生成，气体X可能是CO、CH4等，故A错误；
B．将Zn(OH)2固体粉末加入过量NaOH溶液中，充分搅拌，固体溶解得到无色溶液，说明Zn(OH)2溶于碱，体现酸性，故B正确；
C．将红色固体CrO3加热，得到绿色固体Cr2O3，Cr2O3在加热条件下能稳定存在，说明热稳定性：Cr2O3>CrO3，故C正确；
D．向盐酸中加入少量镁粉，产生大量气泡，测得溶液温度上升，说明该反应放热，故D正确；
选A。
16．（2023下·江苏扬州·高一扬州中学校考阶段练习）可以用图示法分析化学反应中的能量变化，下列说法不正确的是（ ）
A．2 mol I2(s)与过量H2(g)化合生成4 mol HI(g)时，需要吸收10 kJ的能量
B．2 mol HI(g)分解生成1 mol I2 (g)与1 mol H2(g)时，需要吸收12 kJ的能量
C．2 mol HI(l)分解生成1 mol I2 (g)与1 mol H2(g)时，需要吸收小于12 kJ的能量
D．1 mol I2(s)变为1 mol I2 (g)时，需要吸收17 kJ的能量
【答案】C
【详解】A．根据图示，2 mol I2(s)与过量H2(g)化合生成4 mol HI(g)，需要吸收的能量为10 kJ，故A正确；
B．根据图示，2 mol HI(g)分解生成1 mol I2 (g)与1 mol H2(g)时，需要吸收12 kJ的能量，故B正确；
C．HI(l)的能量小于HI(g)的能量，2 mol HI(l)分解生成1 mol I2 (g)与1 mol H2(g)时，需要吸收大于12 kJ的能量，故C错误；
D．根据图示，1 mol I2(s)变为1 mol I2 (g)时，需要吸收17 kJ的能量，故D正确；
选C。
17．（2023下·甘肃·高一校联考期末）某小组探究与盐酸的反应。取固体分别溶于30mL盐酸、30mL水，测得温度变化如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．固体溶于水的反应是放热反应
B．固体与盐酸的反应是放热反应
C．固体与盐酸的反应属于非氧化还原反应
D．在70s时向上述两溶液中均加入硝酸酸化的溶液，均有白色沉淀生成
【答案】C
【详解】A．由图知固体溶于水过程中温度降低，是吸热过程，故A错误；
B．随着反应时间增加，固体与盐酸的反应温度降低，是吸热反应，故B错误；
C．固体与盐酸反应生成氯化钠和水和二氧化碳，无元素化合价发生变化，属于非氧化还原反应，故C正确；
D．在70s时溶于水与硝酸反应生成硝酸钠和二氧化碳气体和水，加入溶液没有白色沉淀生成，故D错误；
故选：C。
18．（2023下·山东济南·高一统考期末）“海泥电池”既可用于深海水下仪器的电源补给，又有利于海洋环境污染治理。电池工作原理如图所示，其中微生物代谢产物显酸性。
下列说法错误的是（ ）
A．B电极为负极
B．从海底沉积层通过交接面向海水层移动
C．微生物作用下发生反应：
D．除去，A电极消耗标准状况下
【答案】D
【分析】原电池A电极发生还原反应，做正极，反应式为O2+4e-+ 4H+ =2H2O，B电极发生氧化反应，做负极，反应式为2HS--4e-=2S+2H+；根据电池工作原理图可知微生物反应式为2CH2O++H+=2CO2+HS +2H2O。
【详解】A．根据分析可知B做负极，A正确；
B．阳离子向正极移动，H+从海底沉积层通过交接面向海水层移动，B正确；
C．根据电池工作原理图可知微生物作用下发生反应方程式：2CH2O++H+=2CO2+HS +2H2O，C正确；
D．3.0g CH2O物质的量为0.1mol，根据反应方程式可知反应后生成0.05molHS-，根据电极反应式可知转移电子0.1mol，则消耗0.025mol O2，A电极消耗标准状况下0.56L O2，D错误；
故答案为：D。
19．（2024下·高一单元测试）化学反应中的能量和速率变化对生产生活有着重要意义。某研究学习小组进行下列探究。
(1)甲同学探究反应Fe＋H2SO4(稀)=FeSO4＋H2↑中的能量变化。向装有铁片的试管中加入1mol/L的H2SO4，观察到试管内有气泡产生，触摸试管外壁，温度升高。
①该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
②该反应反应物的总能量 (填“>”或“<”)生成物的总能量。
(2)乙同学认为原电池原理也可加快化学反应速率，他设计如图所示实验装置。铁片上的电极反应式为 。
(3)下列反应能通过原电池实现化学能直接转化为电能的是 (填序号)。
①2H2＋O2=2H2O；②Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu；③CaO＋H2O=Ca(OH)2
(4)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如下图：
①电极c为电子 (填“流入”或“流出”)的一极，H＋移向 (填“正极”或“负极”)。
②气体a为 (CH4或O2)，若线路中转移2mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为 L。
【答案】(1) 放热 >
(2)Fe-2e-=Fe2＋
(3)①②
(4) 流出 正极 CH4 11.2
【详解】（1）①触摸试管外壁，温度升高，则表明该反应为放热反应；
②对于放热反应，反应物的总能量比生成物高，则该反应中反应物的总能量＞生成物的总能量；
（2）在该原电池中，Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，Cu作正极，溶液中H+得电子生成H2；
（3）能通过原电池实现的反应，必须为放热的氧化还原反应，反应①2H2＋O2=2H2O、②Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu都为氧化还原反应，且不需要高温等条件，故选①②；
（4）①c电极是电子流出的电极，d电极是电子流入的电极，说明c电极是负极，d电极是正极，H+移向正极；
②甲烷在负极上发生氧化反应生成CO2，电极反应式为CH4-8e-＋2H2O=CO2＋8H+，即气体a为CH4；该电池的正极反应为2O2＋8H+＋8e-=4H2O，当线路中转移2 mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2的物质的量为0.5 mol，标准状况下的体积为0.5 mol×22.4 L/mol＝11.2 L。
20．（2022下·江苏淮安·高一校联考期中）某化学反应中，设反应物的总能量为，生成物的总能量为。
(1)若若，则该反应为 （填“放热”或“吸热”）反应。该可用反应图 (填“A”或“B”)表示。
(2)若若，则该反应为 （填“放热”或“吸热”）反应。该可用反应图 (填“A”或“B”)表示。
【答案】(1) 放热 A
(2) 吸热 B
【详解】（1）若，则反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，可用图A表示，故答案为：放热；A；
（2）若，则反应物的总能量小于生成物的总能量，反应吸热，可用图B表示，故答案为：吸热；B。
21．（2021下·高一课时练习）(1)H2＋Cl2=2HCl的反应过程如下图所示：
①根据上图填写下表：
化学键 断裂或形成1 mol化学键时能量变化 反应中能量变化
Cl—Cl 吸收243 kJ 共吸收 kJ
H—H 吸收436 kJ
H—Cl 放出431 kJ 共放出 kJ
②该反应 (填“放出”或“吸收”) kJ热量。
(2)硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是：
粗硅冶炼：(a)SiO2＋2CSi＋2CO↑。
精炼硅：(b)Si＋3HClSiHCl3＋H2；
(c)SiHCl3＋H2Si＋3HCl。
化学反应与能量变化如图所示，回答下列问题：
①(a)是 反应，(b)是 反应，(c)是 反应(填“吸热”或“放热”)。
②反应(b)破坏反应物中的化学键所吸收的能量 (填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。
【答案】 679 862 放出 183 吸热 放热 吸热 小于
【详解】(1)①断开H-H、Cl-Cl键，通过题目数据可知，共吸收243+436=679 kJ热量，形成H-Cl键共放出431+431=862kJ热量。
②根据放出和吸收热量数值的比较，可知该反应放出862-679=183 kJ热量。
(2)①根据化学反应与能量变化图可知，(a)是吸热反应，(b)是放热反应，(c)是吸热反应。
②反应(b)是个放热反应，所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量。
22．（2020下·吉林长春·高一长春市第二十九中学校考期中）某同学进行如下实验，研究化学反应中的热量变化。
请回答下列问题：
(1)反应后①中温度升高，②中温度降低。由此判断铝条与盐酸的反应是 反应(填“放热”或“吸热”，下同)，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是 反应。
(2)1.00L 1.00mol/L H2SO4溶液与2.00L 1.00mol/L NaOH溶液完全反应，放出114.6kJ的热量，该反应的中和热为 ，表示其中和热的热化学方程式为 。
【答案】 放热 吸热 57.3 kJ H+(aq)+ OH-(aq) = H2O(aq) ΔH=- 57.3kJ/ mol
【分析】
(1)化学反应中，温度升高，则反应放热；温度降低则反应吸热；
(2)中和热是指稀的强酸强碱反应生成1mol水所放出的热量，据此求出中和热。
【详解】
(1)通过实验测出,反应前后①烧杯中的温度升高,则Al跟盐酸的反应是放热反应,②烧杯中的温度降低,则Ba(OH)2 8H2O跟NH4Cl的反应是吸热反应；
(2)由于题目中所给酸为1L，故硫酸的物质的量为1L×1.00mol·L-1=1mol，氢氧化钠的物质的量为：2L×1.00mol·L-1=2mol，两者反应的化学方程式为：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O，放出的热量为114.6kJ，因为反应热的定义是稀溶液中，生成1mol水，故反应热应减半，即放出的热量为：×114.6kJ，又因为放热反应中焓变为负值，故中和热的化学方程式为：H+(aq)+ OH-(aq) = H2O(aq) ΔH=- 57.3kJ/ mol。
【点睛】
易错点为(2)，根据中和热的定义，稀溶液中酸碱中和反应生成1mol水时放出的热量，要注意题中给的数据生成水的物质的量，书写中和热化学方程式时，生成水的量必须为1mol。
23．（2024下·高一课前预习）判断吸热反应与放热反应
(1)下列变化：
①铝片与稀盐酸的反应；②Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合反应；③浓硫酸溶于水；④氯酸钾分解制氧气；⑤生石灰与水反应生成熟石灰；⑥H2在Cl2中燃烧。属于吸热反应的是 (填序号)，属于放热反应的是 (填序号)。
(2)反应A+B→C(放热)分两步进行①A+B→X(吸热)；②X→C(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是___________。
A． B． C． D．
【答案】(1) ②④ ①⑤⑥
(2)D
【分析】①铝片与稀盐酸的反应属于放热反应；②Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合反应属于吸热反应；③浓硫酸溶于水，浓硫酸的稀释放热，但不是化学反应；④氯酸钾分解制氧气，分解反应，属于吸热反应；⑤生石灰与水反应生成熟石灰，是化合反应，属于放热反应；⑥H2在Cl2中燃烧属于放热反应。
【详解】（1）由分析知，②④属于吸热反应，①⑤⑥属于放热反应；
（2）反应A+B→C(放热)分两步进行①A+B→X(吸热)；②X→C(放热)。由反应A+B→C(放热)，放热反应反应物总能量大于生成物总能量，可知A+B总能量大于C，由反应A+B→X(吸热)，吸热反应反应物总能量小于生成物总能量，可知A+B总能量小于X，故能正确表示总反应过程中能量变化的是D。
24．（2023下·山东青岛·高一青岛二中校考期末）图一所示是一个燃料电池的示意图，a、b表示通入的气体，当此燃料电池工作时：
(1)如果a极通入H2，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则相同时间内，正极和负极通入的气体的体积比为： 。(设气体为同温、同压)
(2)如果a极通入CH4，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，则通CH4的电极上的电极反应为： 。
(3)如果a极通入乙烯，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则通乙烯的电极上的电极反应为： 。
(4)某原电池装置初始状态如图二所示，交换膜两侧的溶液体积均为2L，该电池总反应为 ，当电路中转移1mol电子时，共有 mol离子通过交换膜，交换膜右侧溶液中c(HCl)= mol L-1(忽略溶液体积变化和Cl2溶于水)。
【答案】(1)1：2
(2)CH4+10OH--8e-=CO+7H2O
(3)C2H4-12e-+4H2O=2CO2+12H+
(4) 2Ag+Cl2=2AgCl 1 1.5
【详解】（1）如果a极通入H2，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，构成燃料电池，氢气失去电子发生氧化反应为负极、氧气得到电子发生还原反应为正极，总反应为氢气和氧气反应生成水：2H2+O2=2H2O，故相同时间内，正极和负极通入的气体的体积比为1:2；
（2）如果a极通入CH4，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，构成燃料电池，燃料甲烷在负极发生失电子的氧化反应在碱性条件下生成碳酸根离子，则通CH4的电极上的电极反应为：CH4+10OH--8e-=CO+7H2O；
（3）如果a极通入乙烯，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，构成燃料电池，燃料乙烯在负极发生失电子的氧化反应在酸性条件下生成二氧化碳气体，则通乙烯的电极上的电极反应为：C2H4-12e-+4H2O=2CO2+12H+；
（4）由图可知，左侧电极为负极，银失去电子反应发生氧化反应，；右侧为正极，氯气得到电子发生还原反应，；总反应为2Ag+Cl2=2AgCl；隔膜只允许氢离子通过，转移1 mol电子，必有1 mol Cl-沉淀。为了维持电荷平衡，交换膜左侧溶液中必有1 mol H+向交换膜右侧迁移，右侧增加1molHCl，故反应后交换膜右侧溶液中c(HCl)=（1+）mol·L-1=1.5 mol·L- (忽略溶液体积变化)。
25．（2023下·宁夏石嘴山·高一石嘴山市第三中学校考期末）请回答下列问题：
(1)下列各反应中，符合如图所示能量变化的是 (填字母)。
a．H2和Cl2的反应 b．Al和盐酸的反应
c．Na和H2O的反应 d．Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应
(2)纽扣式微型银锌电池广泛的应用于电子表和电子计算器中，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，工作时电池总反应为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。其负极的电极反应式： 正极的电极反应式： ，工作时电池电解质溶液的碱性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。
(3)固体氧化物甲烷燃料电池以固体氧化锆-氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。
①b电极为电池的 极，固体电解质中的阳离子向 极移动。(填正或负)
②a电极反应式为： ，b电极反应式为： 电池总反应的化学方程式为： 。当电路中有2mol电子转移时，理论上负极消耗的气体在标况下的体积是 L。
【答案】(1)d
(2) Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH- 增强
(3) 负 正 O2+4e-=2O2- CH4-8e-+4O2- = CO2+2H2O CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O 5.6
【详解】（1）由图可得该反应为吸热反应，而a为化合反应，b为活泼金属与酸反应，c为活泼金属与水反应，均为放热反应，d为吸热反应，故选d。
（2）根据总反应中化合价的变化可知Zn被氧化，应为原电池的负极，电极反应为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，则正极为Ag2O，被还原，电极反应为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，电解池中氢氧根量不变，水的量减少，导致氢氧根离子浓度增大，故碱性增强，故答案为：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-；增强；
（3）固体氧化物甲烷燃料电池，根据化合价的变化可知，甲烷中碳的化合价从-4升高到+4，a电极为燃料电池的正极，b电极为燃料电池的负极，固体电解质中的阳离子向正极移动，即向a极移动，故答案为：负；正；
a电极为燃料电池的正极，反应式为O2+4e-=2O2-；b电极为燃料电池的负极，甲烷失电子结合氧离子生成二氧化碳和水，甲烷的化合价升高了8，失去8e-，故b电极的电极反应式为：CH4-8e-+4O2- = CO2+2H2O；燃料电池是利用可燃物与氧气反应，生成二氧化碳和水，电池的总反应方程式为：CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O；根据甲烷和电子的物质的量关系：CH4~8e-，b电极的电极反应式为：CH4-8e-+4O2- = CO2+2H2O，2mol电子转移时，消耗0.25mol甲烷，根据V=nVm=0.25mol×22.4L/mol=5.6L。
26．（2023下·河北保定·高一河北省唐县第一中学校考阶段练习）I.铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解质溶液为稀硫酸。工作时，该电池的总反应为：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。根据上述情况判断：
(1)铅蓄电池的负极是 ，其电极反应式为 。
(2)铅蓄电池工作时，其中电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，若制得Cl20.05mol时，电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是 mol。
II.现有以下三种甲烷燃料电池：
(4)三种甲烷燃料电池中正极反应物均为 。
(5)碱性甲烷燃料电池中电极a上发生的电极反应式为 。
(6)酸性甲烷燃料电池中，电极b上发生的电极反应式为 。
(7)熔融盐甲烷燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，CO向电极 (填“a”或“b”)移动。
【答案】(1) Pb Pb-2e-+SO=PbSO4
(2)增大
(3)0.1
(4)O2
(5)CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O
(6)O2+4e-+4H+=2H2O
(7)a
【详解】（1）工作时，该电池的总反应为：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，Pb发生氧化反应转化为硫酸铅，故铅蓄电池的负极是Pb，其电极反应式为Pb-2e-+SO=PbSO4。
（2）由总反应知，铅蓄电池工作时，消耗了硫酸的同时还生成了水，则其中电解质溶液的pH增大；
（3）制得Cl20.05mol时，转移的电子为0.1mol，而电池中每消耗2molH2SO4转移的电子为2mol，那么电池中转移电子0.1mol时消耗H2SO4物质的量至少是0.1mol；
（4）燃料电池的正极通氧气，故三种甲烷燃料电池中正极反应物均为O2；
（5）碱性甲烷燃料电池中，甲烷在电极a上被氧化为碳酸根，对应的电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O；
（6）酸性甲烷燃料电池中，氧气在电极b上被还原为水，对应的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O；
（7）CO为带负电的阴离子，电池工作时，它向负极即电极a移动。
27．（2023下·云南昭通·高一云南云天化中学教育管理有限公司校联考期末）化学变化过程中均存在物质变化与能量变化。
(1)某化学兴趣小组进行如图所示实验装置，以验证此结论。
请回答下列问题：
①进行实验时，装置a中溶液变色，装置b中能闻到 ；装置a中温度计中水银液面变化是 (填“升高”或“降低”，下同)；装置b中温度计中水银液面变化是 。
②下列化学反应中的能量变化关系与图c相符合的是 。
A．
B．天然气的燃烧
C．
D．
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成NOx等污染大气，其中生成NO的能量变化如图所示，若反应生成2 mol NO气体(选“吸收”或“放出”) kJ热量，该反应的反应物的总能量 (填“大于”、“等于”或“小于”)生成物的总能量。
(3)有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入2 mol/L H2SO4溶液中，乙同学将电极放入2 mol/L的NaOH溶液中，如下图所示。
①甲池中，镁片上发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
②乙池中铝片为 极，写出铝电极的电极反应式： 。
【答案】(1) 刺激性气味 升高 降低 D
(2) 吸收180 kJ 小于
(3) 氧化 负极 Al-3e-+4OH-=+2H2O
【详解】（1）①在装置a中，Fe与稀硫酸发生置换反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，H2SO4溶液为无色，反应后变为FeSO4浅绿色溶液，反应放出热量，使溶液温度升高，因此温度计示数增大，装置a中温度计中水银液面变化是升高；对于装置b，NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O混合研磨，发生复分解反应，产生BaCl2、NH3·H2O，NH3·H2O 部分分解产生NH3、H2O。反应产生NH3是由刺激性气味的气体，因此会闻到由刺激性气味的气体产生；该反应是吸热反应，反应后混合物的温度降低，故会看到温度计的示数下降；
②根据图c可知：反应物的总能量比生成物的总能量低，故该反应表示的是吸热反应。
A．H2与Cl2光照反应产生HCl的反应为放热反应，A不符合题意；
B．天然气的燃烧反应为放热反应，B不符合题意；
C．该反应是铝热反应，反应发生放出热量，因此属于放热反应，C不符合题意；
D．C与H2O蒸气在高温下反应产生CO、H2，该反应属于吸热反应，D符合题意；
故合理选项是D。
（2）反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差。根据图示的N2、O2、NO三种物质的化学键的键能大小，可知反应热△H=(946 kJ/mol+498 kJ/mol)-2×632 kJ/mol=+180 kJ/mol，说明断键吸收的总能量大于成键释放的总能量的差，故该反应发生时吸收能量，反应属于吸热反应，说明该反应的反应物的总能量小于生成物的总能量。若反应产生2 mol NO，则会吸收180 kJ的热量。
（3）①在甲装置中，Mg、Al都是比较活泼的金属，二者都可以与硫酸在溶液发生反应。由于金属活动性：Mg＞Al，所以Mg为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：Mg-2e-=Mg2+；
②在乙装置中，由于Al能够与NaOH溶液反应，而活动性强的Mg不能与NaOH溶液反应，所以活动性强的Mg为正极，Al为负极。在负极上，Al失去电子形成的Al3+与溶液中的OH-反应产生、H2O，故负极铝电极的电极反应式为：Al-3e-+4OH-=+2H2O。
28．（2021下·河北邯郸·高一校联考期中）CO与H2反应可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的燃料电池的结构如图所示，电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，质子(H+)交换膜左右两侧的溶液均为1L2 mol·L-1的H2SO4溶液。根据题目要求回答下列问题。
(1)电极c为 (填“正”“负”)极；电极d上发生的反应式为 。
(2)物质a为 ；物质a在电极c上发生的反应式为 。
(3)一段时间后，质子交换膜左右两侧的硫酸溶液的pH (填“相同”“不同”)。
(4)当电池中有2 mol电子转移时，左右两侧溶液的质量差为 g。(假如反应物耗尽，忽略气体的溶解)
【答案】 负 O2+4H++4e-=2H2O CH3OH CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+ 不同 20
【分析】由氢离子移动方向可知电极d为正极，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O；电极c为负极，电极反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+。
【详解】(1)由分析可知电极c为负极；电极d上发生的反应式为O2+4H++4e-=2H2O；
(2)电极c为负极，则物质a为CH3OH；物质a在电极c上发生的反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+；
(3)开始时，质子(H+)交换膜左右两侧的溶液均为1L2 mol·L-1的H2SO4溶液，H+浓度相同，pH相同，左边电极发生CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+，右边电极发生O2+4H++4e-=2H2O，左边产生的氢离子迁移到右边参与反应，总反应不消耗氢离子，但左边电极消耗水，右边电极产生水，则一段时间后，质子交换膜左侧pH将减小，右侧电极pH将增大，即左右两侧的硫酸溶液的pH不同；
(4)结合左边电极发生CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+，右边电极发生O2+4H++4e-=2H2O可知，当电池中有6 mol电子转移时，左侧溶液质量减轻(1molCO2-1molCH3OH)的质量，即12g，右侧溶液增加1.5molO2的质量，即48g，左右两侧溶液的质量差为48g+12g=60g，因此当电池中有2 mol电子转移时，左右两侧溶液的质量差为(60÷3)g=20g。
29．（2022下·河南南阳·高一校联考阶段练习）一定量锌与200mL18mol/L的浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体56.0L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液的c(H+)=0.2mol/L，请计算：
(1)反应中共消耗Zn的质量为 。
(2)气体的成分及物质的量 。
(3)若将Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑设计成原电池，石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为 极(填“正”或“负”)。
(4)下列化学反应在理论上也可以设计成原电池的是 。
A．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H>0
B．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H<0
C．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H<0
D．Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O △H<0
以KOH溶液为电解质液，在所选反应中选择某个反应设计成原电池，该电池负极反应为： 。
【答案】 162.5 g 1mol SO2、1.5mol H2 正 CD H2-2e-+2OH-=2H2O
【分析】(2)n(Zn)=n(气体)=，则n(ZnSO4)=n(Zn)=2.5mol，剩余硫酸为1L×0.2mol/L×=0.1mol，原硫酸的物质的量为0.2L×18mol/L=3.6mol，消耗的硫酸为3.6mol-0.1mol=3.5mol，若得到气体只有SO2，根据硫元素守恒则2.5mol+2.5mol=5mol＞3.5mol，故气体为SO2、H2的混合物，设反应生成xmolSO2，ymolH2，表示出各反应消耗硫酸物质的量，再结合二者物质的量列方程计算
【详解】(1)锌与浓硫酸发生：Zn+2H2SO4=ZnSO4+SO2↑+2H2O，随着反应的进行，硫酸浓度降低，可能发生：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，由方程式可知n(Zn)=n(气体)=，则m(Zn)=2.5mol×65g/mol=162.5g，故答案为：162.5g；
(2)n(ZnSO4)=n(Zn)=2.5mol，剩余硫酸为1L×0.2mol/L×=0.1mol，原硫酸的物质的量为0.2L×18mol/L=3.6mol，消耗的硫酸为3.6mol-0.1mol=3.5mol，若得到气体只有SO2，根据硫元素守恒则2.5mol+2.5mol=5mol＞3.5mol，故气体为SO2、H2的混合物，
设反应生成xmol SO2，ymol H2，则：，
由题意可得：x+y=2.5，2x+y=3.5，解得x=1mol，y=1.5mol，故答案为：SO2 1mol；H2 1.5mol；
(3)若将Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑设计成原电池，Zn发生氧化反应，金属Zn作负极，故石墨作正极，故答案为：正；
(4)A是吸热反应，B是复分解反应，不是氧化还原反应，C与D均是放热反应、自发的氧化还原反应，故A、B不能设计成原电池，C与D可以设计成原电池，以KOH溶液为电解质溶液，在所选反应中选择某个反应设计成原电池，应是将2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)设计成原电池，该电池负极反应为：H2-2e-+2OH-=2H2O，故答案为：CD；H2-2e-+2OH-=2H2O。
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必修二第六单元化学反应与能量第一节化学反应与能量变化课时作业
1．（2024上·天津宁河·高二统考期末）下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是（ ）
A．风力发电 B．火力发电 C．电解炼铝 D．锂离子电池
2．（2023上·江苏·高二校联考阶段练习）下列反应属于吸热反应的是（ ）
A． B．
C． D．
3．（2023上·上海闵行·高三闵行中学校考期中）下列反应中，属于放热反应的是（ ）
A．与NH4Cl混合搅拌 B．高温煅烧石灰石
C．铝与盐酸反应 D．炭与水蒸气高温下反应
4．（2023上·湖北襄阳·高二宜城市第一中学校考阶段练习）下列一些诗句、成语、谚语等包含的反应过程为反应物总能量比生成物总能量低的是
①野火烧不尽，春风吹又生；②春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干；③千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲；④爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏；⑤日照香炉生紫烟；⑥火树银花。
A．①②④⑥ B．③⑤ C．⑤⑥ D．③
5．（2023下·山东青岛·高一青岛二中校考期末）下列反应中，一定可以用如图表示能量变化的有（ ）
①分解反应
②CO2与C在高温下反应生成CO
③甲烷在空气中燃烧
④需要加热才能明显发生的反应
⑤化学键断裂吸收的能量比化学键生成放出的能量多的反应
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
6．（2023下·广东广州·高一广州市真光中学校考期中）如图为铜锌原电池示意图。下列有关该电池工作时的说法不正确的是（ ）
A．锌片作负极，其质量逐渐减小
B．电子由锌片通过导线流向铜片
C．电解质溶液中的向Zn电极方向移动
D．氢离子在铜表面被氧化，产生气泡
7．（2023下·海南海口·高一海口市长流中学校考期中）下列说法正确的是（ ）
A．强酸强碱中和反应的实质是：H++OH-=H2O
B．物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要放出能量，而形成生成物中的化学键要吸收能量
C．化学反应中的能量变化，通常主要表现为电能的变化，如干电池等等
D．生物体内主要体现物质变化，如新陈代谢，而很少有能量变化
8．（2023上·河北保定·高一校联考阶段练习）某反应由两步反应A→B→C完成，它的反应能量变化曲线如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．两步反应均为放热反应 B．A与C的能量差为
C．A→B的反应一定需要加热 D．三种物质中C最稳定
9．（2024下·高一课时练习）碱性电池具有容量大、放电时电流大等特点。碱性锌锰干电池以氢氧化钾为电解质，电池总反应式为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH。下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过0.2mol电子，理论上锌的质量减小6.5g
10．（2023下·黑龙江齐齐哈尔·高一齐齐哈尔市第八中学校校考期末）设为阿伏伽德罗常数的值。下列说法不正确的是（ ）
A．4.6g乙醇中含有键的数目为
B．和的混合气体中含有的原子总数为
C．标准状况下，中含有氧原子的数目为
D．由和稀硫酸组成的原电池工作时，若Cu极生成，则电路通过电子
11．（2023下·黑龙江齐齐哈尔·高一齐齐哈尔市第八中学校校考期末）某检测甲醛(HCHO含量的电化学传感器的工作原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．工作时，电子由对电极经导线流向工作电极
B．工作时，对电极的反应为：
C．传感器工作过程中，电解质溶液浓度减小
D．每有1mol甲醛参与反应，就需要22.4L空气通入电极(标准状况下)
12．（2023下·吉林长春·高一东北师大附中校考期末）已知反应的能量变化如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．图中A→B的过程为放热过程
B．加入催化剂不能改变反应的热效应
C．断开和的化学键吸收的能量总和大于生成和时放出的能量总和
D．和的总能量小于和的总能量
13．（2023下·甘肃兰州·高一统考期末）有A、B、C、D四块未知金属片，欲判断其金属活动性顺序，进行如下实验，根据电流表指针偏转方向，可以获知：
①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；
②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C；
③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；
④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应。
据此，判断四种金属的活动性顺序是（ ）
A．A>B>C>D B．C>A>B>D C．A>C>D>B D．B>D>C>A
14．（2023下·湖南岳阳·高一统考期末）下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是（ ）
A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏
C．铅蓄电池在工作中，负极每消耗铅，则硫酸溶液中就转移电子
D．氢氧燃料电池具有清洁、安全、高效等特点
15．（2023上·重庆沙坪坝·高一重庆一中校考阶段练习）下列实验操作及现象与对应结论不匹配的是（ ）
实验操作及现象 结论
A 点燃无色气体X，将生成的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水先浑浊后澄清 X一定为CO
B 将Zn(OH)2固体粉末加入过量NaOH溶液中，充分搅拌，固体溶解得到无色溶液 Zn(OH)2体现酸性
C 将红色固体CrO3加热，得到绿色固体Cr2O3，且生成可使带火星木条复燃的气体 热稳定性：Cr2O3>CrO3
D 向盐酸中加入少量镁粉，产生大量气泡，测得溶液温度上升 镁与盐酸反应放热
A．A B．B C．C D．D
16．（2023下·江苏扬州·高一扬州中学校考阶段练习）可以用图示法分析化学反应中的能量变化，下列说法不正确的是（ ）
A．2 mol I2(s)与过量H2(g)化合生成4 mol HI(g)时，需要吸收10 kJ的能量
B．2 mol HI(g)分解生成1 mol I2 (g)与1 mol H2(g)时，需要吸收12 kJ的能量
C．2 mol HI(l)分解生成1 mol I2 (g)与1 mol H2(g)时，需要吸收小于12 kJ的能量
D．1 mol I2(s)变为1 mol I2 (g)时，需要吸收17 kJ的能量
17．（2023下·甘肃·高一校联考期末）某小组探究与盐酸的反应。取固体分别溶于30mL盐酸、30mL水，测得温度变化如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．固体溶于水的反应是放热反应
B．固体与盐酸的反应是放热反应
C．固体与盐酸的反应属于非氧化还原反应
D．在70s时向上述两溶液中均加入硝酸酸化的溶液，均有白色沉淀生成
18．（2023下·山东济南·高一统考期末）“海泥电池”既可用于深海水下仪器的电源补给，又有利于海洋环境污染治理。电池工作原理如图所示，其中微生物代谢产物显酸性。
下列说法错误的是（ ）
A．B电极为负极
B．从海底沉积层通过交接面向海水层移动
C．微生物作用下发生反应：
D．除去，A电极消耗标准状况下
19．（2024下·高一单元测试）化学反应中的能量和速率变化对生产生活有着重要意义。某研究学习小组进行下列探究。
(1)甲同学探究反应Fe＋H2SO4(稀)=FeSO4＋H2↑中的能量变化。向装有铁片的试管中加入1mol/L的H2SO4，观察到试管内有气泡产生，触摸试管外壁，温度升高。
①该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
②该反应反应物的总能量 (填“>”或“<”)生成物的总能量。
(2)乙同学认为原电池原理也可加快化学反应速率，他设计如图所示实验装置。铁片上的电极反应式为 。
(3)下列反应能通过原电池实现化学能直接转化为电能的是 (填序号)。
①2H2＋O2=2H2O；②Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu；③CaO＋H2O=Ca(OH)2
(4)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如下图：
①电极c为电子 (填“流入”或“流出”)的一极，H＋移向 (填“正极”或“负极”)。
②气体a为 (CH4或O2)，若线路中转移2mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为 L。
20．（2022下·江苏淮安·高一校联考期中）某化学反应中，设反应物的总能量为，生成物的总能量为。
(1)若若，则该反应为 （填“放热”或“吸热”）反应。该可用反应图 (填“A”或“B”)表示。
(2)若若，则该反应为 （填“放热”或“吸热”）反应。该可用反应图 (填“A”或“B”)表示。
21．（2021下·高一课时练习）(1)H2＋Cl2=2HCl的反应过程如下图所示：
①根据上图填写下表：
化学键 断裂或形成1 mol化学键时能量变化 反应中能量变化
Cl—Cl 吸收243 kJ 共吸收 kJ
H—H 吸收436 kJ
H—Cl 放出431 kJ 共放出 kJ
②该反应 (填“放出”或“吸收”) kJ热量。
(2)硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是：
粗硅冶炼：(a)SiO2＋2CSi＋2CO↑。
精炼硅：(b)Si＋3HClSiHCl3＋H2；
(c)SiHCl3＋H2Si＋3HCl。
化学反应与能量变化如图所示，回答下列问题：
①(a)是 反应，(b)是 反应，(c)是 反应(填“吸热”或“放热”)。
②反应(b)破坏反应物中的化学键所吸收的能量 (填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。
22．（2020下·吉林长春·高一长春市第二十九中学校考期中）某同学进行如下实验，研究化学反应中的热量变化。
请回答下列问题：
(1)反应后①中温度升高，②中温度降低。由此判断铝条与盐酸的反应是 反应(填“放热”或“吸热”，下同)，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是 反应。
(2)1.00L 1.00mol/L H2SO4溶液与2.00L 1.00mol/L NaOH溶液完全反应，放出114.6kJ的热量，该反应的中和热为 ，表示其中和热的热化学方程式为 。
23．（2024下·高一课前预习）判断吸热反应与放热反应
(1)下列变化：
①铝片与稀盐酸的反应；②Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合反应；③浓硫酸溶于水；④氯酸钾分解制氧气；⑤生石灰与水反应生成熟石灰；⑥H2在Cl2中燃烧。属于吸热反应的是 (填序号)，属于放热反应的是 (填序号)。
(2)反应A+B→C(放热)分两步进行①A+B→X(吸热)；②X→C(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是___________。
A． B． C． D．
24．（2023下·山东青岛·高一青岛二中校考期末）图一所示是一个燃料电池的示意图，a、b表示通入的气体，当此燃料电池工作时：
(1)如果a极通入H2，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则相同时间内，正极和负极通入的气体的体积比为： 。(设气体为同温、同压)
(2)如果a极通入CH4，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，则通CH4的电极上的电极反应为： 。
(3)如果a极通入乙烯，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则通乙烯的电极上的电极反应为： 。
(4)某原电池装置初始状态如图二所示，交换膜两侧的溶液体积均为2L，该电池总反应为 ，当电路中转移1mol电子时，共有 mol离子通过交换膜，交换膜右侧溶液中c(HCl)= mol L-1(忽略溶液体积变化和Cl2溶于水)。
25．（2023下·宁夏石嘴山·高一石嘴山市第三中学校考期末）请回答下列问题：
(1)下列各反应中，符合如图所示能量变化的是 (填字母)。
a．H2和Cl2的反应 b．Al和盐酸的反应
c．Na和H2O的反应 d．Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应
(2)纽扣式微型银锌电池广泛的应用于电子表和电子计算器中，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，工作时电池总反应为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。其负极的电极反应式： 正极的电极反应式： ，工作时电池电解质溶液的碱性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。
(3)固体氧化物甲烷燃料电池以固体氧化锆-氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。
①b电极为电池的 极，固体电解质中的阳离子向 极移动。(填正或负)
②a电极反应式为： ，b电极反应式为： 电池总反应的化学方程式为： 。当电路中有2mol电子转移时，理论上负极消耗的气体在标况下的体积是 L。
26．（2023下·河北保定·高一河北省唐县第一中学校考阶段练习）I.铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解质溶液为稀硫酸。工作时，该电池的总反应为：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。根据上述情况判断：
(1)铅蓄电池的负极是 ，其电极反应式为 。
(2)铅蓄电池工作时，其中电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，若制得Cl20.05mol时，电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是 mol。
II.现有以下三种甲烷燃料电池：
(4)三种甲烷燃料电池中正极反应物均为 。
(5)碱性甲烷燃料电池中电极a上发生的电极反应式为 。
(6)酸性甲烷燃料电池中，电极b上发生的电极反应式为 。
(7)熔融盐甲烷燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，CO向电极 (填“a”或“b”)移动。
27．（2023下·云南昭通·高一云南云天化中学教育管理有限公司校联考期末）化学变化过程中均存在物质变化与能量变化。
(1)某化学兴趣小组进行如图所示实验装置，以验证此结论。
请回答下列问题：
①进行实验时，装置a中溶液变色，装置b中能闻到 ；装置a中温度计中水银液面变化是 (填“升高”或“降低”，下同)；装置b中温度计中水银液面变化是 。
②下列化学反应中的能量变化关系与图c相符合的是 。
A．
B．天然气的燃烧
C．
D．
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成NOx等污染大气，其中生成NO的能量变化如图所示，若反应生成2 mol NO气体(选“吸收”或“放出”) kJ热量，该反应的反应物的总能量 (填“大于”、“等于”或“小于”)生成物的总能量。
(3)有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入2 mol/L H2SO4溶液中，乙同学将电极放入2 mol/L的NaOH溶液中，如下图所示。
①甲池中，镁片上发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
②乙池中铝片为 极，写出铝电极的电极反应式： 。
28．（2021下·河北邯郸·高一校联考期中）CO与H2反应可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的燃料电池的结构如图所示，电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，质子(H+)交换膜左右两侧的溶液均为1L2 mol·L-1的H2SO4溶液。根据题目要求回答下列问题。
(1)电极c为 (填“正”“负”)极；电极d上发生的反应式为 。
(2)物质a为 ；物质a在电极c上发生的反应式为 。
(3)一段时间后，质子交换膜左右两侧的硫酸溶液的pH (填“相同”“不同”)。
(4)当电池中有2 mol电子转移时，左右两侧溶液的质量差为 g。(假如反应物耗尽，忽略气体的溶解)
29．（2022下·河南南阳·高一校联考阶段练习）一定量锌与200mL18mol/L的浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体56.0L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液的c(H+)=0.2mol/L，请计算：
(1)反应中共消耗Zn的质量为 。
(2)气体的成分及物质的量 。
(3)若将Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑设计成原电池，石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为 极(填“正”或“负”)。
(4)下列化学反应在理论上也可以设计成原电池的是 。
A．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H>0
B．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H<0
C．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H<0
D．Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O △H<0
以KOH溶液为电解质液，在所选反应中选择某个反应设计成原电池，该电池负极反应为： 。
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