2.2化学反应与能量转化同步练习（含解析） 2023-2024年高一下学期鲁科版（2019）化学
文档属性
| 名称 | 2.2化学反应与能量转化同步练习（含解析） 2023-2024年高一下学期鲁科版（2019）化学 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 451.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-03-26 19:17:14 | ||
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文档简介
2.2化学反应与能量转化
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法不正确的是
A．吸热反应在一定的条件下也能发生
B．放热的反应在常温下不一定很容易发生
C．反应是放热还是吸热，必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
2．M、N、P、E四种金属:①M+N2+=N+M2+ ②M、P用导线连接放入稀盐酸溶液中,M表面有大量气泡 ③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E2++2e-=E,N-2e-=N2+。四种金属的还原性由强到弱的顺序是
A．P、M、N、E B．E、N、M、P C．P、N、M、E D．E、P、M、N
3．某实验兴趣小组以Zn和Cu为电极，稀硫酸为电解质溶液组成原电池，并对实验进行了拓展研究，以下实验记录错误的是
A．铜片上有气泡产生，锌片逐渐溶解
B．电流在导线中从Zn电极流向Cu电极
C．把Cu换成Mg，电流计指针发生逆向偏转
D．把稀硫酸换成硫酸铜溶液，电流计指针依然偏转
4．中华传统文化中蕴藏着很多化学原理。下列对古文或古诗词的说明正确的是
选项 古文或古诗词 说明
A 冰，水为之，而寒于水 冰变成水过程中放出能量
B 蜡炬成灰泪始干 蜡烛燃烧过程中化学能全部转化为光能
C 日照香炉生紫烟 紫烟指的是碘的升华
D 用浓酒和糟入甑，蒸令气上，用器承滴露 该过程中利用到蒸馏原理
A．A B．B C．C D．D
5．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．HS-在硫氧化菌作用下转化为SO42- 的反应为:HS-+4H2O-8e-== SO42-+9H+
B．电子从b流出，经外电路流向a
C．如果将反应物直接燃烧,能量的利用率不会变化
D．若该电池电路中有0.4mol 电子发生转移，则有0.45molH+通过质子交换膜
6．利用微生物燃料电池原理，可以处理宇航员排出的粪便，同时得到电能。美国宇航局设计的方案是：用微生物中的芽孢杆菌来处理粪便产生氨气，氨气与氧气分别通入燃料电池两极，最终生成常见的无毒物质。示意图如下所示。下列说法错误的是( )
A．a电极是负极，b电极是正极
B．负极区发生的反应是2NH3- 6e－=N2+6H+
C．正极区，每消耗标准状况下2.24 L O2，a向b电极转移0.4 mol电子
D．电池工作时电子通过由a经负载流向b电极，再穿过离子交换膜回到a电极
7．利用微生物燃料电池进行废水处理，实现碳氮联合转化。其工作原理如图所示，其中M、N为厌氧微生物电极。下列有关叙述不正确的是
A．负极的电极反应为HC2O4－－2e－＋2H2O＝2CO2↑＋H＋
B．电池工作时，H＋由M极移向N极
C．相同条件下，M、N两极生成的CO2和N2的体积之比为5：1
D．好氧微生物反应器中发生的反应为NH4＋＋2O2＝NO3－＋2H＋＋H2O
8．某兴趣小组使用甲烷燃料电池(如图甲所示)作为SO2传感器(如图乙所示)的电源，检测空气中SO2的含量。下列说法错误的是
A．甲烷燃料电池M极的电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O
B．甲烷燃料电池的b端连接SO2传感器的c端
C．标准状况下，当甲烷燃料电池的N极消耗2.24L的O2时进入传感器的SO2为4.48L
D．每转移1mol电子，传感器中Ag/AgCl电极质量增加35.5g
9．化学的核心是发生化学反应，利用化学反应合成物质，同时也伴随有能量的变化，下列有关说法中不正确的是（ ）
A．只要发生化学反应就一定有能量变化
B．Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑这是一个放热反应，结论：1molZn和2molHCl的能量之和高于1molZnCl2和1molH2的能量之和
C．反应A＋B=C＋D的能量变化如图所示，反应物A和B断裂化学键吸收总能量低于形成生成物C和D释放的总能量
D．发生化学反应实现了化学能和其他形式能量之间的相互转化
10．下列有关电池的说法不正确的是
A．锌锰干电池中，锌电极是负极 B．甲醇燃料电池的能量转化率可达100%
C．手机上用的锂离子电池属于二次电池 D．充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
二、判断题
11．有一种锂离子电池，在室温条件下可进行循环充放电，实现对磁性的可逆调控。一极为纳米Fe2O3，另一极为金属锂和石墨的复合材料，电解质只传导锂离子。电池总反应为：Fe2O3+6Li2Fe+3Li2O，关于此电池。
①放电时，此电池逐渐靠近磁铁
②放电时，正极质量减小，负极质量增加
12．化学能可以转变成为热能、电能等。
13．将锌片和铜片分别插入稀硫酸中，都会产生气泡。(_____)
14．燃烧一定是氧化还原反应，一定会放出热量。
15．需加热才能进行的反应是吸热反应，不需加热就能进行的反应是放热反应。(______)
三、解答题
16．如图是某同学设计的放热反应的观察装置，其实验操作是：①按图所示将实验装置连接好；②在U形管内加入少量红墨水，打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再夹紧螺旋夹；③在中间的试管里盛1g氧化钙，当滴入2mL左右的蒸馏水后，即可观察。试回答：
(1)实验中观察到的现象是 。
(2)该实验之前必须进行的一步操作是 。
(3)实验中发生反应的化学方程式为 。
(4)说明反应物CaO与H2O的总能量 生成物Ca(OH)2的能量(填“>”或“<”或“=”)。
17．某校研究性学习小组用相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的数据如下表所示：
实验编号 水果种类 电极间距离/cm 电流大小/μA
① 西红柿 1 98.7
② 西红柿 2 72.5
③ 苹果 2 27.2
(1)该实验的目的是探究水果种类和 对水果电池电流大小的影响。
(2)上图所示的装置中，做负极的材料是 （填“锌片”或“铜片”），该装置给将 转变为电能。
(3)能表明水果种类对电流大小有影响的实验编号是 和 。
(4)请你再提一个可能影响水果电池电流大小的因素： 。
18．某同学用如图所示做水果电池的实验,测得数据如下表所示：
试验编号 电极材料 水果品种 电极间距/cm 电压/mV
1 锌 铜 菠萝 3 900
2 锌 铜 苹果 3 650
3 锌 铜 柑桔 3 850
4 锌 铜 西红柿 3 750
5 锌 铝 菠萝 3 650
6 锌 铝 苹果 3 450
请回答以下问题：
（1）实验6中负极的电极反应式为 。
（2）实验1、5中电流方向相反的原因是 。
（3）影响水果电池电压的因素有 、 。
（4）若在实验中发光二极管不亮，该同学用铜、锌作电极，用菠萝作介质，并将多个此电池串联起来，再接发光二极管，这样做 。(填“合理”或“不合理”)
参考答案：
1．D
【详解】A．在一定条件下吸热反应也能发生，如氢氧化钡晶体与氯化铵在常温下发生反应，该反应为吸热反应，碳与二氧化碳在高温下发生反应，该反应为吸热反应，故A正确；
B．放热反应在常温下不一定很容易发生，氢气与氧气反应为放热反应，但氢气和氧气常温下不会反应，点燃会瞬间完成，故B正确；
C．反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小决定反应是吸热反应还是放热反应，故C正确；
D．需要加热方能发生的反应不一定是吸热反应，好多放热反应也需要加热如铝热反应，故D错误；
故选D。
2．A
【详解】由①知，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原性：M>N；由②知，M为原电池正极，故还原性：P>M；由③知，N为原电池负极，故还原性：N>E。综上所述，还原性：P>M>N>E，综上所述，答案选A。
3．B
【详解】A.以Zn和Cu为电极，稀硫酸为电解质溶液组成原电池中，锌为原电池负极，锌失去电子发生氧化反应溶解生成锌离子，铜为正极，溶液中的氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，故A正确；
B.原电池工作时，电流由正极铜流向负极锌，电子由负极锌流向正极铜，故B错误；
C.把铜换成镁，镁的金属活泼性强于锌，镁做原电池的负极，锌做原电池的正极，与以Zn和Cu为电极，稀硫酸为电解质溶液组成原电池相比，正负极颠倒，则电流计指针会发生逆向偏转，故C正确；
D.把稀硫酸换成硫酸铜溶液，锌能与硫酸铜溶液发生自发的氧化还原反应，能够形成以Zn和Cu为电极，硫酸铜为电解质溶液组成的原电池，电流计指针依然会偏转，故D正确；
故选B。
4．D
【详解】A．冰，水为之，而寒于水，说明冰的能量低，水由固态转化为液态时吸收能量，故A错误；
B．所有的燃烧都是放热反应，燃烧时，化学能转化为热能和光能，故B错误；
C．日照香炉生紫烟中的紫烟是瀑布飞泻产生的水气受到光照后产生的光学现象，不是碘升华，故C错误；
D．“用浓酒和糟入甑，蒸令气上，用器承滴露”， 蒸令气上为利用互溶混合物的沸点不同进行分离，为蒸馏操作，故D正确；
故选D。
5．A
【分析】由图可以知道硫酸盐还原菌可以将有机物氧化成二氧化碳,而硫氧化菌可以将硫氢根离子氧化成硫酸根离子,所以两种细菌存在,就会循环把有机物氧化成CO2放出电子,负极上HS-,硫氧化菌作用下转化为SO42—,失电子发生氧化反应,电极反应式是:HS-4H2O-8e-=SO42-9H+；正极上是氧气得电子的还原反应:4H+O24e-=2H2O。
【详解】A.负极上HS-在硫氧化菌作用下转化为SO42-，失电子发生氧化反应,电极反应式是HS-4H2O-8e-=SO42-9H+，故A正确；
B.b是电池的正极，a是负极，所以电子从a流出，经外电路流向b，故B错误；
C.如果将反应物直接燃烧，高温下微生物被杀死，效率更低，故C错误；
D.根据电子守恒，若该电池有0.4mol电子转移,有0.4molH+通过质子交换膜,故D错误；
本题答案为A。
6．D
【详解】A选项，根据图中信息可知，左边为失去电子，作负极，右边得到电子，作正极，因此a电极是负极，b电极是正极，故A正确；
B选项，氨气在负极反应变为氮气，因此负极区发生的反应是2NH3 - 6e－= N2+6H+，故B正确；
C选项，正极区，每消耗标准状况下2.24 L O2即物质的量为0.1 mol，得到0.4mol电子，因此a向b电极转移0.4 mol电子，故C正确；
D选项，电池工作时电子通过由a经负载流向b电极，电子不能通过电解质溶液，故D错误。
综上所述，答案为D。
7．C
【分析】根据图示，N电极硝酸根离子转变为氮气，氮元素化合价降低，得电子，发生还原反应，N为正极，M为负极。M极HC2O4－中碳由+3价转变为+4价的CO2，N极上NO3－由+5价转变为0价N2。
【详解】A. M为负极，根据图示，HC2O4－失去电子变为CO2，由+3价转变为+4价，负极的电极反应为HC2O4－－2e－＋2H2O＝2CO2↑＋H＋，故A正确；
B. 电池工作时，H＋为阳离子向正极移动，由M极移向N极，故B正确。
C. 相同条件下，气体体积之比等于物质的量之比，根据电子得失守恒，若M、N两极生成的CO2和N2的体积之比为5：1，即CO2和N2的物质的量之比为5：1，则反应中失电子总物质的量=5mol×1=5mol，得电子总物质的量=10×1mol=10mol，电子得失不守恒，故C错误；
D. 好氧微生物反应器中铵根离子和氧气反应，生成硝酸根离子，根据电荷守恒和物料守恒，发生的反应为NH4＋＋2O2＝NO3－＋2H＋＋H2O，故D正确。
答案选C。
8．C
【详解】A.甲烷燃料电池的M极为原电池的负极，失电子发生氧化反应，又以O2-为电解质，故其电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，说法正确，A不选；
B.甲烷燃料电池的b端为N极的一端，N极为原电池的正极，传感器中Ag/AgCl电极为电解池的阳极，失电子发生氧化反应，原电池的正极连接电解池的阳极，故甲烷燃料电池的b端连接SO2传感器的c端，说法正确，B不选；
C.甲烷燃料电池的N极发生的电极反应为O2+4e-=2O2-，标准状况下，消耗2.24L即0.1mol的O2转移0.4mol电子，传感器中阴极的电极反应式是2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O，若转移0.4mol电子，应消耗0.4molHSO3-，故应消耗标准状况下8.96L(0.4mol)的SO2，说法错误，C可选；
D.传感器中Ag/AgCl电极发生的电极反应式为Ag-e-+Cl-=AgCl，每转移1mol电子，则有1molAg转化为1molAgCl，质量增加35.5g，说法正确，D不选；
答案为C。
9．C
【详解】A．化学反应通常伴随着能量变化，物质自身具有的能量是不同的，生成了新的物质，就会有能量释放或吸收，只要发生化学反应就一定有能量变化，A正确；
B．放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，故B正确；
C．根据能量图可知，这是一个吸热反应，反应物A和B断裂化学键吸收总能量高于形成生成物C和D释放的总能量，故C错误；
D．发生化学反应时，发生化学反应实现了化学能和其他形式能量之间的相互转化，例如热能，光能等，故D正确；
答案选C。
10．B
【详解】A．锌锰干电池中锌失去电子，则Zn作负极，A正确
B．甲醇燃料电池与氢氧燃料电池相似，均为原电池装置，将化学能转化为电能，能源利用率较高，但能量转化率达不到100%，B错误；
C．锂离子电池能充放电，属于二次电池，放电时是将化学能转化为电能，充电时是将电能转化为化学能，C正确；
D．充电是放电的逆过程，因此充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行，D正确；
答案选B。
11． 正确 错误
【分析】该电池总反应为： Fe2O3+6Li2Fe+3Li2O Li发生失去电子的氧化反应，为负极，负极反应式为Li-e-=Li+， Fe2O3发生得电子的还原反应，纳米Fe2O3为正极，正极反应式为Fe2O3+6Li++6e-=3Li2O+2Fe， 电池放电时生成铁，电池逐渐靠近磁铁;充电时，阳极、阴极电极反应式与正极、负极电极反应式正好相反，阳极Fe发生氧化反应生成Fe2O3，移离磁铁，循环充放电，从而实现对磁性的可逆调控，以此解答该题。
【详解】①Fe是铁磁性，具有较高磁性，当锂离子电池放电时生成铁，被磁铁吸引，电池逐渐靠近磁铁，①A正确；
②放电时，正极反应式为Fe2O3+6Li++ 6e-=3Li2O+2Fe，正极纳米Fe2O3质量减小，负极反应式为Li-e-=Li+，并且电解质只传导锂离子，所以负极质量减小，②错误；
12．正确
【详解】根据能量守恒定律，化学能可以转变成为热能（氢气燃烧）、电能（原电池）等，该说法正确。
13．×
【详解】将锌片和铜片分别插入稀硫酸中，铜不与稀硫酸反应，铜片表面无气泡，故错误；
14．正确
【详解】燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和(或)发烟现象，因此燃烧一定是氧化还原反应，一定是放热反应，该说法正确。
15．错误
【详解】需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应,如只需加热达到物质的着火点所产生的燃烧现象它就是放热反应，故错误；
16．(1)U形玻璃管里的红墨水左侧液面下降，而右侧开口端液面上升
(2)检查装置气密性
(3)CaO+H2O=Ca(OH)2
(4)＞
【分析】一定量的气体存在热胀冷缩现象。经检查气密性良好的装置内，若CaO与水反应放出热量，密闭装置内空气受热膨胀，U形玻璃管里的红墨水左侧液面下降，而右侧开口端液面上升，反之则反之。
【详解】（1）根据压强原理可知，气体受热体积增大。从装置图可以看出，CaO与水反应放出热量，使大试管中的空气受热膨胀，压强变大，引起红墨水在U形管中的位置不再相平，U形玻璃管里的红墨水左侧液面下降，而右侧开口端液面上升。
（2）因为该装置是利用气体压强原理进行观察，所以实验前要检查装置的气密性。
（3）氧化钙与水反应生成氢氧化钙，其反应方程式为：CaO+H2O=Ca(OH)2。
（4）因为CaO与水反应放出热量，所以1 mol的CaO和1 mol的H2O的能量和大于1 mol的Ca(OH)2的能量，故答案为“＞”。
17． 电极间距离 锌片 化学能 ② ③ 电极插入水果的深度
【分析】水果中含有大量的酸性物质，与铜片、锌片可以构成原电池反应，本实验通过改变水果种类和电极之间的间距探究影响水果电池电流大小的因素，据此分析。
【详解】(1)根据表格可以分析，水果的种类有2种，电极的间距有2个距离，说明本实验考查的是水果种类对电流大小的影响和电极间距对电流大小的影响，故答案为：电极间距离；
(2)因Zn的活动性比Cu强，故负极材料为锌片；该装置为原电池装置，可以将化学能转化为电能，故答案为：锌片；化学能；
(3)为验证水果种类对电流大小的影响，需要保证电极间距相同，故选择的实验组为②③，答案为②；③；
(4)根据原电池的构成条件，使用同一种水果，保持电极间距不变，改变插入深度，观察电流与深度的关系，故答案为电极插入水果的深度。
18． Al-3e-=Al3+ 实验①中锌比铜活泼，锌作负极，实验⑤中铝比锌活泼，锌作正极，两实验中电流方向相反 水果品种 电极材料 合理
【分析】（1）锌、铝和水果形成原电池时，铝易失电子作负极，锌作正极；
（2）形成的原电池中，较活泼的金属易失电子而作负极；
（3）根据图表中金属、电极和电压的关系分析；
（4）将多个此电池串联起来，增大电压，。
【详解】（1）实验6中电极是铝比锌与铝活泼，铝为负极，反应式为Al-3e-=Al3+；
（2）实验1中锌比铜活泼，锌为负极，实验5中铝比锌活泼，锌为正极，故两实验中电流方向相反；
（3）由实验1和5可知,水果电池的电压与水果的品种及电极材料有关。
（4）将多个此电池串联起来，增大电压，再接发光二极管，这样做合理。
【点睛】本题考查了原电池原理，知道原电池中正负极的判断方法、会根据图表分析即可解答，难点（4）将多个此电池串联起来，增大电压。
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法不正确的是
A．吸热反应在一定的条件下也能发生
B．放热的反应在常温下不一定很容易发生
C．反应是放热还是吸热，必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
2．M、N、P、E四种金属:①M+N2+=N+M2+ ②M、P用导线连接放入稀盐酸溶液中,M表面有大量气泡 ③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E2++2e-=E,N-2e-=N2+。四种金属的还原性由强到弱的顺序是
A．P、M、N、E B．E、N、M、P C．P、N、M、E D．E、P、M、N
3．某实验兴趣小组以Zn和Cu为电极，稀硫酸为电解质溶液组成原电池，并对实验进行了拓展研究，以下实验记录错误的是
A．铜片上有气泡产生，锌片逐渐溶解
B．电流在导线中从Zn电极流向Cu电极
C．把Cu换成Mg，电流计指针发生逆向偏转
D．把稀硫酸换成硫酸铜溶液，电流计指针依然偏转
4．中华传统文化中蕴藏着很多化学原理。下列对古文或古诗词的说明正确的是
选项 古文或古诗词 说明
A 冰，水为之，而寒于水 冰变成水过程中放出能量
B 蜡炬成灰泪始干 蜡烛燃烧过程中化学能全部转化为光能
C 日照香炉生紫烟 紫烟指的是碘的升华
D 用浓酒和糟入甑，蒸令气上，用器承滴露 该过程中利用到蒸馏原理
A．A B．B C．C D．D
5．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．HS-在硫氧化菌作用下转化为SO42- 的反应为:HS-+4H2O-8e-== SO42-+9H+
B．电子从b流出，经外电路流向a
C．如果将反应物直接燃烧,能量的利用率不会变化
D．若该电池电路中有0.4mol 电子发生转移，则有0.45molH+通过质子交换膜
6．利用微生物燃料电池原理，可以处理宇航员排出的粪便，同时得到电能。美国宇航局设计的方案是：用微生物中的芽孢杆菌来处理粪便产生氨气，氨气与氧气分别通入燃料电池两极，最终生成常见的无毒物质。示意图如下所示。下列说法错误的是( )
A．a电极是负极，b电极是正极
B．负极区发生的反应是2NH3- 6e－=N2+6H+
C．正极区，每消耗标准状况下2.24 L O2，a向b电极转移0.4 mol电子
D．电池工作时电子通过由a经负载流向b电极，再穿过离子交换膜回到a电极
7．利用微生物燃料电池进行废水处理，实现碳氮联合转化。其工作原理如图所示，其中M、N为厌氧微生物电极。下列有关叙述不正确的是
A．负极的电极反应为HC2O4－－2e－＋2H2O＝2CO2↑＋H＋
B．电池工作时，H＋由M极移向N极
C．相同条件下，M、N两极生成的CO2和N2的体积之比为5：1
D．好氧微生物反应器中发生的反应为NH4＋＋2O2＝NO3－＋2H＋＋H2O
8．某兴趣小组使用甲烷燃料电池(如图甲所示)作为SO2传感器(如图乙所示)的电源，检测空气中SO2的含量。下列说法错误的是
A．甲烷燃料电池M极的电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O
B．甲烷燃料电池的b端连接SO2传感器的c端
C．标准状况下，当甲烷燃料电池的N极消耗2.24L的O2时进入传感器的SO2为4.48L
D．每转移1mol电子，传感器中Ag/AgCl电极质量增加35.5g
9．化学的核心是发生化学反应，利用化学反应合成物质，同时也伴随有能量的变化，下列有关说法中不正确的是（ ）
A．只要发生化学反应就一定有能量变化
B．Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑这是一个放热反应，结论：1molZn和2molHCl的能量之和高于1molZnCl2和1molH2的能量之和
C．反应A＋B=C＋D的能量变化如图所示，反应物A和B断裂化学键吸收总能量低于形成生成物C和D释放的总能量
D．发生化学反应实现了化学能和其他形式能量之间的相互转化
10．下列有关电池的说法不正确的是
A．锌锰干电池中，锌电极是负极 B．甲醇燃料电池的能量转化率可达100%
C．手机上用的锂离子电池属于二次电池 D．充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
二、判断题
11．有一种锂离子电池，在室温条件下可进行循环充放电，实现对磁性的可逆调控。一极为纳米Fe2O3，另一极为金属锂和石墨的复合材料，电解质只传导锂离子。电池总反应为：Fe2O3+6Li2Fe+3Li2O，关于此电池。
①放电时，此电池逐渐靠近磁铁
②放电时，正极质量减小，负极质量增加
12．化学能可以转变成为热能、电能等。
13．将锌片和铜片分别插入稀硫酸中，都会产生气泡。(_____)
14．燃烧一定是氧化还原反应，一定会放出热量。
15．需加热才能进行的反应是吸热反应，不需加热就能进行的反应是放热反应。(______)
三、解答题
16．如图是某同学设计的放热反应的观察装置，其实验操作是：①按图所示将实验装置连接好；②在U形管内加入少量红墨水，打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再夹紧螺旋夹；③在中间的试管里盛1g氧化钙，当滴入2mL左右的蒸馏水后，即可观察。试回答：
(1)实验中观察到的现象是 。
(2)该实验之前必须进行的一步操作是 。
(3)实验中发生反应的化学方程式为 。
(4)说明反应物CaO与H2O的总能量 生成物Ca(OH)2的能量(填“>”或“<”或“=”)。
17．某校研究性学习小组用相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的数据如下表所示：
实验编号 水果种类 电极间距离/cm 电流大小/μA
① 西红柿 1 98.7
② 西红柿 2 72.5
③ 苹果 2 27.2
(1)该实验的目的是探究水果种类和 对水果电池电流大小的影响。
(2)上图所示的装置中，做负极的材料是 （填“锌片”或“铜片”），该装置给将 转变为电能。
(3)能表明水果种类对电流大小有影响的实验编号是 和 。
(4)请你再提一个可能影响水果电池电流大小的因素： 。
18．某同学用如图所示做水果电池的实验,测得数据如下表所示：
试验编号 电极材料 水果品种 电极间距/cm 电压/mV
1 锌 铜 菠萝 3 900
2 锌 铜 苹果 3 650
3 锌 铜 柑桔 3 850
4 锌 铜 西红柿 3 750
5 锌 铝 菠萝 3 650
6 锌 铝 苹果 3 450
请回答以下问题：
（1）实验6中负极的电极反应式为 。
（2）实验1、5中电流方向相反的原因是 。
（3）影响水果电池电压的因素有 、 。
（4）若在实验中发光二极管不亮，该同学用铜、锌作电极，用菠萝作介质，并将多个此电池串联起来，再接发光二极管，这样做 。(填“合理”或“不合理”)
参考答案：
1．D
【详解】A．在一定条件下吸热反应也能发生，如氢氧化钡晶体与氯化铵在常温下发生反应，该反应为吸热反应，碳与二氧化碳在高温下发生反应，该反应为吸热反应，故A正确；
B．放热反应在常温下不一定很容易发生，氢气与氧气反应为放热反应，但氢气和氧气常温下不会反应，点燃会瞬间完成，故B正确；
C．反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小决定反应是吸热反应还是放热反应，故C正确；
D．需要加热方能发生的反应不一定是吸热反应，好多放热反应也需要加热如铝热反应，故D错误；
故选D。
2．A
【详解】由①知，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原性：M>N；由②知，M为原电池正极，故还原性：P>M；由③知，N为原电池负极，故还原性：N>E。综上所述，还原性：P>M>N>E，综上所述，答案选A。
3．B
【详解】A.以Zn和Cu为电极，稀硫酸为电解质溶液组成原电池中，锌为原电池负极，锌失去电子发生氧化反应溶解生成锌离子，铜为正极，溶液中的氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，故A正确；
B.原电池工作时，电流由正极铜流向负极锌，电子由负极锌流向正极铜，故B错误；
C.把铜换成镁，镁的金属活泼性强于锌，镁做原电池的负极，锌做原电池的正极，与以Zn和Cu为电极，稀硫酸为电解质溶液组成原电池相比，正负极颠倒，则电流计指针会发生逆向偏转，故C正确；
D.把稀硫酸换成硫酸铜溶液，锌能与硫酸铜溶液发生自发的氧化还原反应，能够形成以Zn和Cu为电极，硫酸铜为电解质溶液组成的原电池，电流计指针依然会偏转，故D正确；
故选B。
4．D
【详解】A．冰，水为之，而寒于水，说明冰的能量低，水由固态转化为液态时吸收能量，故A错误；
B．所有的燃烧都是放热反应，燃烧时，化学能转化为热能和光能，故B错误；
C．日照香炉生紫烟中的紫烟是瀑布飞泻产生的水气受到光照后产生的光学现象，不是碘升华，故C错误；
D．“用浓酒和糟入甑，蒸令气上，用器承滴露”， 蒸令气上为利用互溶混合物的沸点不同进行分离，为蒸馏操作，故D正确；
故选D。
5．A
【分析】由图可以知道硫酸盐还原菌可以将有机物氧化成二氧化碳,而硫氧化菌可以将硫氢根离子氧化成硫酸根离子,所以两种细菌存在,就会循环把有机物氧化成CO2放出电子,负极上HS-,硫氧化菌作用下转化为SO42—,失电子发生氧化反应,电极反应式是:HS-4H2O-8e-=SO42-9H+；正极上是氧气得电子的还原反应:4H+O24e-=2H2O。
【详解】A.负极上HS-在硫氧化菌作用下转化为SO42-，失电子发生氧化反应,电极反应式是HS-4H2O-8e-=SO42-9H+，故A正确；
B.b是电池的正极，a是负极，所以电子从a流出，经外电路流向b，故B错误；
C.如果将反应物直接燃烧，高温下微生物被杀死，效率更低，故C错误；
D.根据电子守恒，若该电池有0.4mol电子转移,有0.4molH+通过质子交换膜,故D错误；
本题答案为A。
6．D
【详解】A选项，根据图中信息可知，左边为失去电子，作负极，右边得到电子，作正极，因此a电极是负极，b电极是正极，故A正确；
B选项，氨气在负极反应变为氮气，因此负极区发生的反应是2NH3 - 6e－= N2+6H+，故B正确；
C选项，正极区，每消耗标准状况下2.24 L O2即物质的量为0.1 mol，得到0.4mol电子，因此a向b电极转移0.4 mol电子，故C正确；
D选项，电池工作时电子通过由a经负载流向b电极，电子不能通过电解质溶液，故D错误。
综上所述，答案为D。
7．C
【分析】根据图示，N电极硝酸根离子转变为氮气，氮元素化合价降低，得电子，发生还原反应，N为正极，M为负极。M极HC2O4－中碳由+3价转变为+4价的CO2，N极上NO3－由+5价转变为0价N2。
【详解】A. M为负极，根据图示，HC2O4－失去电子变为CO2，由+3价转变为+4价，负极的电极反应为HC2O4－－2e－＋2H2O＝2CO2↑＋H＋，故A正确；
B. 电池工作时，H＋为阳离子向正极移动，由M极移向N极，故B正确。
C. 相同条件下，气体体积之比等于物质的量之比，根据电子得失守恒，若M、N两极生成的CO2和N2的体积之比为5：1，即CO2和N2的物质的量之比为5：1，则反应中失电子总物质的量=5mol×1=5mol，得电子总物质的量=10×1mol=10mol，电子得失不守恒，故C错误；
D. 好氧微生物反应器中铵根离子和氧气反应，生成硝酸根离子，根据电荷守恒和物料守恒，发生的反应为NH4＋＋2O2＝NO3－＋2H＋＋H2O，故D正确。
答案选C。
8．C
【详解】A.甲烷燃料电池的M极为原电池的负极，失电子发生氧化反应，又以O2-为电解质，故其电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，说法正确，A不选；
B.甲烷燃料电池的b端为N极的一端，N极为原电池的正极，传感器中Ag/AgCl电极为电解池的阳极，失电子发生氧化反应，原电池的正极连接电解池的阳极，故甲烷燃料电池的b端连接SO2传感器的c端，说法正确，B不选；
C.甲烷燃料电池的N极发生的电极反应为O2+4e-=2O2-，标准状况下，消耗2.24L即0.1mol的O2转移0.4mol电子，传感器中阴极的电极反应式是2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O，若转移0.4mol电子，应消耗0.4molHSO3-，故应消耗标准状况下8.96L(0.4mol)的SO2，说法错误，C可选；
D.传感器中Ag/AgCl电极发生的电极反应式为Ag-e-+Cl-=AgCl，每转移1mol电子，则有1molAg转化为1molAgCl，质量增加35.5g，说法正确，D不选；
答案为C。
9．C
【详解】A．化学反应通常伴随着能量变化，物质自身具有的能量是不同的，生成了新的物质，就会有能量释放或吸收，只要发生化学反应就一定有能量变化，A正确；
B．放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，故B正确；
C．根据能量图可知，这是一个吸热反应，反应物A和B断裂化学键吸收总能量高于形成生成物C和D释放的总能量，故C错误；
D．发生化学反应时，发生化学反应实现了化学能和其他形式能量之间的相互转化，例如热能，光能等，故D正确；
答案选C。
10．B
【详解】A．锌锰干电池中锌失去电子，则Zn作负极，A正确
B．甲醇燃料电池与氢氧燃料电池相似，均为原电池装置，将化学能转化为电能，能源利用率较高，但能量转化率达不到100%，B错误；
C．锂离子电池能充放电，属于二次电池，放电时是将化学能转化为电能，充电时是将电能转化为化学能，C正确；
D．充电是放电的逆过程，因此充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行，D正确；
答案选B。
11． 正确 错误
【分析】该电池总反应为： Fe2O3+6Li2Fe+3Li2O Li发生失去电子的氧化反应，为负极，负极反应式为Li-e-=Li+， Fe2O3发生得电子的还原反应，纳米Fe2O3为正极，正极反应式为Fe2O3+6Li++6e-=3Li2O+2Fe， 电池放电时生成铁，电池逐渐靠近磁铁;充电时，阳极、阴极电极反应式与正极、负极电极反应式正好相反，阳极Fe发生氧化反应生成Fe2O3，移离磁铁，循环充放电，从而实现对磁性的可逆调控，以此解答该题。
【详解】①Fe是铁磁性，具有较高磁性，当锂离子电池放电时生成铁，被磁铁吸引，电池逐渐靠近磁铁，①A正确；
②放电时，正极反应式为Fe2O3+6Li++ 6e-=3Li2O+2Fe，正极纳米Fe2O3质量减小，负极反应式为Li-e-=Li+，并且电解质只传导锂离子，所以负极质量减小，②错误；
12．正确
【详解】根据能量守恒定律，化学能可以转变成为热能（氢气燃烧）、电能（原电池）等，该说法正确。
13．×
【详解】将锌片和铜片分别插入稀硫酸中，铜不与稀硫酸反应，铜片表面无气泡，故错误；
14．正确
【详解】燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和(或)发烟现象，因此燃烧一定是氧化还原反应，一定是放热反应，该说法正确。
15．错误
【详解】需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应,如只需加热达到物质的着火点所产生的燃烧现象它就是放热反应，故错误；
16．(1)U形玻璃管里的红墨水左侧液面下降，而右侧开口端液面上升
(2)检查装置气密性
(3)CaO+H2O=Ca(OH)2
(4)＞
【分析】一定量的气体存在热胀冷缩现象。经检查气密性良好的装置内，若CaO与水反应放出热量，密闭装置内空气受热膨胀，U形玻璃管里的红墨水左侧液面下降，而右侧开口端液面上升，反之则反之。
【详解】（1）根据压强原理可知，气体受热体积增大。从装置图可以看出，CaO与水反应放出热量，使大试管中的空气受热膨胀，压强变大，引起红墨水在U形管中的位置不再相平，U形玻璃管里的红墨水左侧液面下降，而右侧开口端液面上升。
（2）因为该装置是利用气体压强原理进行观察，所以实验前要检查装置的气密性。
（3）氧化钙与水反应生成氢氧化钙，其反应方程式为：CaO+H2O=Ca(OH)2。
（4）因为CaO与水反应放出热量，所以1 mol的CaO和1 mol的H2O的能量和大于1 mol的Ca(OH)2的能量，故答案为“＞”。
17． 电极间距离 锌片 化学能 ② ③ 电极插入水果的深度
【分析】水果中含有大量的酸性物质，与铜片、锌片可以构成原电池反应，本实验通过改变水果种类和电极之间的间距探究影响水果电池电流大小的因素，据此分析。
【详解】(1)根据表格可以分析，水果的种类有2种，电极的间距有2个距离，说明本实验考查的是水果种类对电流大小的影响和电极间距对电流大小的影响，故答案为：电极间距离；
(2)因Zn的活动性比Cu强，故负极材料为锌片；该装置为原电池装置，可以将化学能转化为电能，故答案为：锌片；化学能；
(3)为验证水果种类对电流大小的影响，需要保证电极间距相同，故选择的实验组为②③，答案为②；③；
(4)根据原电池的构成条件，使用同一种水果，保持电极间距不变，改变插入深度，观察电流与深度的关系，故答案为电极插入水果的深度。
18． Al-3e-=Al3+ 实验①中锌比铜活泼，锌作负极，实验⑤中铝比锌活泼，锌作正极，两实验中电流方向相反 水果品种 电极材料 合理
【分析】（1）锌、铝和水果形成原电池时，铝易失电子作负极，锌作正极；
（2）形成的原电池中，较活泼的金属易失电子而作负极；
（3）根据图表中金属、电极和电压的关系分析；
（4）将多个此电池串联起来，增大电压，。
【详解】（1）实验6中电极是铝比锌与铝活泼，铝为负极，反应式为Al-3e-=Al3+；
（2）实验1中锌比铜活泼，锌为负极，实验5中铝比锌活泼，锌为正极，故两实验中电流方向相反；
（3）由实验1和5可知,水果电池的电压与水果的品种及电极材料有关。
（4）将多个此电池串联起来，增大电压，再接发光二极管，这样做合理。
【点睛】本题考查了原电池原理，知道原电池中正负极的判断方法、会根据图表分析即可解答，难点（4）将多个此电池串联起来，增大电压。