2.2化学反应与能量转化同步练习 2024-2025学年高一下学期化学鲁科版（2019）必修第二册（含答案）
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| 名称 | 2.2化学反应与能量转化同步练习 2024-2025学年高一下学期化学鲁科版（2019）必修第二册（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-10-13 21:28:29 | ||
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文档简介
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2.2化学反应与能量转化
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．科技使生活便捷，太阳能路灯采用太阳能电池供电，免维护阀控式密封蓄电池(如锂电池)储存电能，超高亮LED灯(或低压钠灯等)作为光源，并由智能化充放电控制器控制，用于代替传统公用电力照明的路灯。下列叙述错误的是
A．涉及的能量转化：太阳能→电能→光能 B．太阳能电池的主要成分为SiO2
C．锂电池不能采用含Li+的水溶液作电解液 D．低压钠灯发出的是单色黄光，透雾性强
2．化学和生活、科技、社会发展息息相关。下列说法正确的是
A．用“酒曲”酿酒工艺中一定发生氧化还原反应
B．“碲化镉”光伏发电系统将化学能转化为电能
C．量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨烯互为同系物
D．用“84”消毒液消毒是因为其中的 NaClO 具有强氧化性
3．标准状况下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程如图所示。已知和的相对能量为0.下列说法错误的是
A．生成的反应不属于氧化还原反应
B．
C．相对能量：
D．历程Ⅱ有极性键的断裂和形成
4．氨可用于燃料电池，运输和储存方便。新型燃料电池的装置如图所示，下列说法正确的是
A．电极a作负极
B．发生反应：
C．该电池在工作过程中电极a周围溶液pH增大
D．该电池反应消耗的与的物质的量之比为4∶5
5．肼（）燃烧涉及的共价键的键能与热化学方程式信息见下表：
共价键
键能/（） 391 161 498 463
热化学方程式 此反应放热570kJ
则的键能为
A． B． C． D．
6．由NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，下列有关说法正确的是
A．石墨Ⅰ极为负极，石墨Ⅱ极上发生氧化反应
B．向石墨Ⅱ极移动
C．熔融NaNO3可换成液态HNO3
D．该反应将化学能转化为电能
7．按下图装置实验，若x轴表示负极流出的电子的物质的量，则下列说法错误的是
A．曲线Ⅰ可以表示n()的变化
B．曲线Ⅱ可以表示溶液质量的变化
C．某一时刻内，a棒减少的质量小于b棒增加的质量
D．电流由b经过导线流向a棒
8．“极地破冰”“太空养鱼”等彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是
A．“雪龙2”号破冰船极地科考：破冰过程中水发生了化学变化
B．大型液化天然气运输船成功建造：天然气液化过程中形成了新的化学键
C．嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机：燃烧时存在化学能转化为热能
D．神舟十八号乘组带着水和斑马鱼进入空间站进行科学实验：水的电子式为
9．现代社会的一切活动都离不开能量，其中电能就是我们目前生活中不可缺少的一种能量。下列四个装置中属于化学能转化为电能的是
装置
选项 A B C D
A．A B．B C．C D．D
10．“中国芯”的主要原料是单晶硅，“精炼硅”反应历程中的能量变化如下图所示。
下列有关描述正确的是
A．历程Ⅰ、Ⅱ是吸热反应
B．实际工业生产中，粗硅变为精硅的过程中有能量损耗
C．历程Ⅱ
D．历程Ⅲ的热化学方程式是：
11．某同学学习原电池后的学习笔记如图所示。正确的是
A．①处所标电子流动方向 B．②处所标电流方向
C．③处所述电极反应 D．④处所述溶液中离子移动方向
12．锌铜原电池装置如图所示，下列说法不正确的是
A．锌片作负极 B．电流从铜片流向锌片
C．盐桥的作用是传递电子 D．铜电极的反应式：Cu2++2e-=Cu
13．有关化学反应与能量的下列叙述正确的是
A．化学反应必然伴随着能量变化
B．能量变化必然伴随发生化学反应
C．分解反应一定是吸热反应
D．同一化学反应在不同条件下发生时可能放热也可能吸热
14．分析如图所示的四个原电池装置。其中结论正确的是
A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极
B．②中Mg作正极，OH-向Al 电极移动
C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+
D．④中Cu作正极，电极反应式为2Na++2e-=2Na
15．下列关于热化学反应的描述中正确的是
A．HCl和NaOH反应的中和热，则和反应的中和热
B．的燃烧热是283.0kJ/mol，则反应的
C．已知：500℃、30MPa下， ；将1.5mol 和过量的在此条件下充分反应，放出热量46.2kJ
D．甲烷的标准燃烧热，则
二、填空题
16．64g 铜被一定浓度的硝酸完全溶解，产生的气体的体积为V1L ，若将所 得气体中混合V2 LO2 ，则恰好能被水完全转化为硝酸；若将所得气体完全被氢氧化钠溶液吸收，会生成硝酸钠与亚硝酸钠(气体体积均在标准状况下测定)，请回答：
①V2 = L。
②亚硝酸钠的物质的量为 mol 。
(2)在 25℃、101 kPa 下，已知 SiH4 气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转 移 1 mol 电子放出热量 190.0 kJ，该反应的热化学方程式为 。
(3)我国科学家实现了在铜催化剂条件下将 DMF[(CH3)2NCHO]转化为三甲胺[N(CH3)3]。计算机模拟单个 DMF 分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示，
可知该历程的ΔH 0(填“大于”“等于”或“小于”)，该历程中最小能垒(活化 能)E 正= eV，写出该步骤的化学方程式 。
(4)某种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如下，当该装置工作时，盐桥中 K+向 极(填 X 或 Y)移动，Y 极发生的电极反应为
17．把煤作为燃料可以通过下列两种途径：
途径I：C(s) + O2(g) CO2(g) + Q1 kJ
途径II：先制水煤气：C(s) + H2O(g) → CO(g) + H2(g)-Q2 kJ
再燃烧水煤气：CO(g) +O2(g)CO2(g)
H2(g) + O2(g) H2O(g)
燃烧水煤气共放热Q3 kJ。试回答下列问题：
(1)判断两种途径放热的大小：途径I 途径II(填“大于”“小于”“等于”)。
(2)Q1、Q2、Q3的数学关系式是 。
(3)在制取水煤气的反应里，反应物所具有的总能量 (填“大于”“小于”“等于”)生成物所具有的总能量。
(4)简述煤通过途径II作为燃料的意义 。
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）现有如下两个反应：A．NaOH + HCl = NaCl+ H2O，B．2FeCl3+ Cu = 2FeCl2 + CuCl2
判断能否设计成原电池A． B． 。（填“能”或“不能”）
（2）由铜片、锌片和足量稀H2SO4组成的原电池中，若锌片只发生原电池腐蚀，一段时间后某电极产生3.36L标准状况下的气体。
①负极是 （填“锌”或“铜”），发生 反应（填“氧化”或“还原”）；
②正极的电极反应式为 ；
③产生这些气体共需转移电子 mol。
19．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 。
20．中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，甲醇(CH3OH)燃料电池的工作原理如图所示。
该电池工作时，c入口处对应的电极为 极。该电池负极的电极反应式为 。
21．某同学设计如图所示装置研究原电池原理。
(1)正极发生的电极反应式为 。
(2)Cu(3)与Cu (4)上现象有何不同？ 。
(3)若保持正负极发生的反应不变，正极材料还可以是 (填序号)。
①碳棒②铝片③银棒
(4)溶液中的移动方向是 (填序号)(①从左往右②从右往左③不动)
(5)若将稀硫酸换为稀硝酸，Cu (4)上反应的离子方程式为 。
22．铁元素是地壳中含量第二的金属元素，位于元素周期表中第四周期第8族。铁及其化合物性质多样，其参与的反应大多为氧化还原反应。
(1)某氯化铁溶液中含有少量氯化亚铁杂质，除去氯化亚铁杂质应选用的试剂是。
A．氯水 B．铁粉 C．稀硝酸 D．酸性高锰酸钾
(2)根据反应设计成原电池，下列说法正确的是。
A．铁作正极、铜作负极、稀硫酸作电解质溶液
B．铁作负极、铜作正极、硫酸铜溶液作电解质溶液
C．电子通过稀硫酸从铁电极流向铜电极
D．阳离子向正极方向定向移动
(3)实验室配制溶液时，往往要在溶液中加入一定量的铁粉，其目的是 ，溶液常常被用于溶解印刷电路板上的金属铜，其反应的离子方式为 。
(4)设计实验检验某溶液中含有而不含，实验方案为 。
(5)高铁酸钠是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾强，其本身在反应中被还原为。请配平如下制取高铁酸钠的化学方程式，并标明电子转移方向和数目： 。
Fe(NO3)3+NaOH+Cl2Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O
23．能源是现代文明的原动力，电池与我们的生活和生产密切相关。
(1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_______(填字母)。
A． B．
C． D．
(2)下图为原电池装置示意图：
①若A为Zn片，B为石墨棒，电解质溶液为稀硫酸，写出正极的电极反应式： ，反应过程中溶液的酸性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。一段时间后，当电池中放出1.68 L(标准状况)气体时，电路中有 个电子通过了导线(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
②若A为镁片，B为铝片，电解质为NaOH溶液，则铝片为 (填“正极”或“负极”)；写出该电极的电极反应式： 。
③燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，和组合形成的燃料电池的结构如图(电解质溶液是稀硫酸，质子交换膜只允许通过)。则电极d是 (填“正极”或“负极”)，若线路中转移2 mol电子，则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为 L。
④为证明铁的金属活动性比铜强，某同学设计了如下一些方案。其中能证明铁的金属活动性比铜强的方案是 (填序号)。
方案 现象或产物
A．将铁片置于溶液中 铁片上有亮红色物质析出
B．将铁丝和铜丝分别在氯气燃烧 产物分别为和
C．将铁片和铜片分别置于稀硫酸溶液中 铁片上有气泡产生，铜片上无气泡产生
D．将铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连 铁片溶解，铜片上有气泡产生
24．（1）SO2、CO、CO2、NOx是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。利用电化学原理将CO、SO2转化为重要化工原料, 装置如图所示。
①若A为CO, B为H2，C为CH3OH,则通入CO一极的电极反应式为 。
②A为SO2, B为O2, C为H2SO4, 则负极反应式为 。
③若A为NO2, B为O2, C为HNO3，负极的电极反应式为 。
（2）下图所示的原电池装置中,负极材料是 。正极上能够观察到的现象是 。 负极的电极反应式是 。原电池工作一段时间后,若消耗负极5.4g ,则放出气体 mol。
（3）利用反应Cu + Fe2(SO4)3=2FeSO4 + CuSO4设计一个原电池。
①在下面方格内画出实验装置图 。
②指出正极材料可以为 ，该电极上发生的电极反应为 。
25．能源是影响全球经济和生活的重要因素。目前人类已开发和利用的能源中，氢气是最理想的清洁能源之一。已知反应：2H2＋O2 2H2O，试回答下列问题。
(1)该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)；
(2)氢气在原电池中反应时，化学能主要转化为 ;
(3)点燃氢气时，化学能主要转化为 ；
(4)当生成18gH2O时，H2O的物质的量是 (填字母代号)。
A．1mol B．1mol/L C．1g/mol
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B A C C B D B C B B
题号 11 12 13 14 15
答案 D C A B B
1．B
【详解】A．太阳能路灯采用太阳能电池供电，发生太阳能→电能→光能的能量转化，A正确；
B．太阳能电池的主要材料是硅，B错误；
C．锂化学性质活泼，易于水直接发生反应，故锂电池不能采用含Li+的水溶液作电解液，C正确；
D．钠灯发出黄色光，透雾性强，D正确；
故选B。
2．A
【详解】A．酿酒过程中葡萄糖转化为酒精时发生氧化还原反应，故A正确；
B．光伏发电系统将太阳能转化为电能，故B错误；
C．碳纳米管TEM与石墨烯都是碳元素组成的单质，互为同素异形体，故C错误；
D．次氯酸钠具有强的氧化性，能够杀菌消毒，故D错误；
答案选A。
3．C
【详解】A．生成的反应中O元素化合价没有发生变化，不属于氧化还原反应，A正确；
B．由图可知，表示O3、O、Cl的总能量与O3、O的总能量的差值，表示2O2的能量与2O2、Cl的总能量的差值，和均表示Cl的能量，则，B正确；
C．1个O2断裂吸收能量生成2个O，则2个O的能量更高，C错误；
D．历程Ⅱ中有Cl-O的极性键的断裂和形成，D正确；
故选C。
4．C
【分析】该装置为原电池装置，左侧电极上NH3转化为N2，N元素化合价升高，发生了氧化反应，故电极b为负极；右侧O2得电子生成氢氧根，电极a为正极。原电池的总反应为：4NH3+3O2=4N2+6H2O。
【详解】A．由分析可知电极a为正极，故A错误；
B．b电极上NH3转化为N2，N元素化合价升高，发生了失去电子的氧化反应，电极反应式为：，故B错误；
C．电极a为正极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，氢氧根浓度增大，电极a周围溶液pH增大，故C正确；
D．由电池的总反应可知，该电池反应消耗的与的物质的量之比为4∶3，故D错误；
故选C。
5．B
【详解】=反应物键能总和-生成物键能总和，设的键能为x kJ/mol，则，解得x=941，，则的键能为，答案选B。
6．D
【分析】在燃料电池中通入氧气的为正极，通入燃料的为负极，由图可知，石墨Ⅱ上氧气得到电子，则石墨Ⅱ为正极，石墨I上NO2失去电子，石墨I为负极，结合负极发生氧化反应、正极发生还原反应分析解答。
【详解】A．根据分析可知，石墨Ⅰ为负极，石墨Ⅱ为正极，发生还原反应，故A错误；
B．原电池工作时，阴离子向负极移动，即向石墨I极移动，故B错误；
C．液态硝酸不存在自由移动的离子，不能导电，无法形成闭合回路，故C错误；
D．该装置为原电池，因此是将化学能转化为电能，故D正确；
故答案选D。
7．B
【分析】该装置为原电池，Fe做负极，失电子生成Fe2+，Ag做正极，Ag+得电子生成Ag；
【详解】A．该反应原理是Fe和银离子发生反应生成Fe2+和Ag，不参与反应，则曲线Ⅰ可以表示n()的变化，A正确；
B．反应的离子方程式为Fe+2Ag+=Fe2++2Ag，析出银单质的质量比铁溶解进入溶液的质量多，因此随着反应进行，溶液质量减小，则曲线Ⅱ不能表示溶液质量的变化，B错误；
C．a极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，b极的为2Ag++2e-=2Ag，当转移2mol电子时，a棒减少56g，b棒增加216g，则某一时刻内，a棒减少的质量小于b棒增加的质量，C正确；
D．a是负极，b是正极，电流由b经过导线流向a棒，D正确；
故选B。
8．C
【详解】A．破冰过程无新物质生成，是物理变化，A错误；
B．天然气液化的过程是气态变为液态，是物理变化，无新的化学键形成，B错误；
C．燃烧放热，是化学能转化为热能，C正确；
D．水是共价化合物，每个H原子都与O原子共用一对电子，电子式为，D错误；
本题选C。
9．B
【详解】A．风力发电机是风能转化为电能，A错误；
B．化学电源是原电池，属于化学能转化为电能，B正确；
C．太阳能电池板是光能转化为电能，C错误；
D．水力发电是水的重力势能转化为电能，D错误；
答案选B。
10．B
【详解】A．由图可知，历程Ⅰ、Ⅱ中生成物总能量低于反应物总能量，均是放热反应，故A错误；
B．化学反应伴随着能量的变化，粗硅和精硅的成分不同，粗硅和精硅能量不同，则粗硅变为精硅的工业生产过程中有能量的损耗，故B正确；
C．历程Ⅱ中生成物总能量低于反应物，是放热反应，焓变小于0，故C错误；
D．历程Ⅲ中生成物总能量高于反应物，是吸热反应，焓变大于0，热化学方程式为，，故D错误；
故答案为：B。
11．D
【详解】A．锌是负极、铜是正极，电子由锌经导线流向铜，①处所标电子流动方向错误，故不选A；
B．锌是负极、铜是正极，电流由铜经导线流向锌，②处所标电流方向错误，故不选B；
C．锌失电子发生氧化反应生成锌离子、③处氢离子得电子发生还原反应生成氢气，③处所述反应类型错误，故不选C；
D．锌是负极、铜是正极，阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，④处所述溶液中离子移动方向正确，故选D；
故答案为：D。
12．C
【分析】锌铜原电池中Zn作负极，失电子，发生氧化反应，盐桥的作用是传递离子，据此分析解题。
【详解】A．Zn作负极，失电子，发生氧化反应，锌电极的反应式：Zn-2e-=Zn2+，A正确；
B．原电池中，电流从正极流向负极，从铜片流向锌片，B正确；
C．盐桥的作用是传递离子，电子不能通过溶液，C错误；
D．较为活泼的金属作负极，锌作负极，铜作正极得电子发生还原反应，铜电极的反应式：Cu2++2e-=Cu，D正确；
故答案为：C。
13．A
【详解】A．化学反应的过程是旧键断裂新键形成的过程，成键断键都有能量变化，A正确；
B．物理变化也可能伴随能量变化，如物质的三态之间的转化都伴随着能量变化，但没有发生化学反应，B错误；
C．分解反应可以是吸热反应，也可以是放热反应，如H2O2的分解反应是放热的，C错误；
D．化学反应的热效应只与反应物和生成物状态有关，与过程和反应条件无关，D错误；
故选A。
14．B
【详解】A. ①中电解质溶液是稀硫酸，镁是负极，②中电解质溶液是氢氧化钠，Mg作正极，铝是负极，③中是浓硝酸，铁发生钝化，铁是正极，铜是负极，④中电解质是氯化钠，Fe作负极，A错误；
B. ②中Mg作正极，OH-向Al电极移动，B正确；
C. ③中Fe作正极，溶液中的硝酸根在正极发生得到电子的还原反应，C错误；
D. ④中Cu作正极，铁是负极，发生铁的吸氧腐蚀，D错误；
答案选D。
【点睛】原电池正负极的判断的注意点：（1）原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应，如果给出一个化学反应方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。（2）判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：a.Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；b.Fe、Al在浓HNO3中钝化后，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。
15．B
【详解】A．和反应的方程式为：，反应中还有硫酸钡成，故，A错误；
B．表示的燃烧热的热化学方程式为：，故反应的，B正确；
C．氮气和氢气生成氨气的反应为可逆反应，无法计算1.5mol 和过量的在此条件下充分反应的反应热，C错误；
D．甲烷的标准燃烧热，产物中水的状态为液态，则 ，D错误；
故选B。
16． 11.2 1 SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(g)+2H2O(l) △H=-1520.0 kJ/mol 小于 0.22 (CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2＋OH* Y 2NO+10e-+6H2O =N2 +12OH-
【详解】(1)①64克铜的物质的量为1mol，共失去2mol电子，硝酸得到这些电子生成混合气体，混合气体再与氧气反应生成硝酸，所以由电子守恒分析，假设氧气的物质的量为xmol,有4x=2，则x=0.5mol，标况下体积为11.2L，则V2 =11.2L。
②根据方程式分析，假设NO的物质的量为xmol，NO2的物质的量为ymol，
根据电子守恒，有3x+y=2mol，亚硝酸钠的物质的量为，则亚硝酸钠的物质的量为1mol。
(2)在 25℃、101 kPa 下，已知 SiH4 气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，方程式为SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(g)+2H2O(l)，该反应中转移8mol电子，已知平均每转移1 mol电子放出热量 190.0 kJ，则该反应的热化学方程式为SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(g)+2H2O(l) △H=-190.0 kJ/mol×8=-1520.0 kJ/mol；
(3)该反应的反应物的总能量大于生成物的总能量，所以该反应为放热反应，即△H小于0，该历程中最小能垒(活化 能)E 正=-1.55-（-1.77）=0.22eV，写出该步骤的化学方程式为(CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2＋OH*；
(4)X电极上氨气失去电子生成氮气，说明X极为负极，Y极为正极，盐桥中 K+向正极即Y极移动，Y极发生还原反应，电极反应为2NO+10e-+6H2O =N2 +12OH-。
17．(1)等于
(2)Q3 = Q1+Q2
(3)小于
(4)固体煤经处理变成气体燃料后，不仅可以大大减少SO2和烟尘对空气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于输送
【解析】（1）
由盖斯定律可知：若是一个反应可以分步进行，则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同，故答案为：等于；
（2）
由盖斯定律可知：若是一个反应可以分步进行，则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同，故答案为：Q3=2（Q1-Q2）；
（3）
因吸热反应中，反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，以及在化学反应中能量守恒，所以反应物就需要吸收能量才能转化为生成物，故答案为：小于；
（4）
因煤通过途径Ⅱ作为燃料燃烧后产物无污染、燃烧效率高等，故答案为：固体煤经处理变为气体燃料后，不仅在燃烧时可以大大减少SO2和烟尘对大气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于输送。
18． 不能 能 锌 氧化 2H++2e-=H2↑ 0.3
【分析】(1)自发的氧化还原反应才能设计成原电池；
(2)①原电池中，活泼金属做负极，发生氧化反应；
②原电池的正极发生得电子的还原反应；
③根据电极反应和转移的电子情况来计算。
【详解】(1)反应A．NaOH+HCl=NaCl+H2O不是氧化还原反应，不能设计成原电池，反应B．2FeCl3+ Cu = 2FeCl2 + CuCl2是氧化还原反应，能设计成原电池；
(2)①Zn、Cu、硫酸构成的原电池中，活泼金属锌做负极，发生氧化反应；
②Zn、Cu、硫酸构成的原电池中，金属铜做正极，正极反应是：2H++2e-→H2↑；
③根据电极反应：2H++2e-→H2↑，产生3.36L即0.15mol标准状况下的氢气，转移电子数为：0.3mol。
19． 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。
20． 正
【分析】由题意，如图装置为甲醇燃料电池，该燃料电池电解质溶液为酸性，O2在正极得电子，与H+生成H2O，故右侧为正极，则左侧为负极，通入甲醇；
【详解】由分析，c入口处通入O2，对应的电极为正极，左侧负极通入甲醇，失电子，生成CO2，电极反应式为CH3OH 6e +H2O=CO2+6H+。
21．(1)2H++2e- =H2↑
(2)Cu(3)上有无色气泡产生， Cu (4)上无现象
(3)①③
(4)②
(5)3Cu+8H+＋2= 3Cu2+＋2NO↑＋4H2O
【分析】装置中，Zn(2)与Cu(3)构成原电池，Zn(2)作负极，Cu(3)作正极；Zn(1)与稀硫酸直接发生反应，Cu(4)与稀硫酸不反应。
【详解】（1）由分析可知，Cu(3)作正极，在正极H+得电子生成H2，发生的电极反应式为2H++2e- =H2↑。
（2）Cu(3)作原电池的正极，H+得电子生成H2，Cu (4)与稀硫酸不反应，现象为：Cu(3)上有无色气泡产生， Cu (4)上无现象。
（3）若保持正负极发生的反应不变，正极材料的金属活动性应比锌弱，铝的金属活动性比锌强，银的金属活动性比锌弱，石墨为非金属单质，能导电，所以还可以选择①碳棒、③银棒，故选①③。
（4）原电池工作时，阴离子向负极移动，则溶液中的移动方向是②。
（5）若将稀硫酸换为稀硝酸，Cu (4)与稀硝酸反应，生成硝酸铜、一氧化氮等，反应的离子方程式为3Cu+8H+＋2= 3Cu2+＋2NO↑＋4H2O。
22．(1)A
(2)D
(3) 防止Fe2+被氧化 Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
(4)先向溶液中滴加KSCN 溶液，无现象，则不含铁离子，再向该溶液中滴加氯水，溶液立即变为红色，证明含有亚铁离子
(5)
【详解】（1）A．已知2FeCl2+Cl2=2FeCl3，故加入氯水能够除去FeCl3中少量的FeCl2杂质，且不引入新的杂质，A符合题意；
B．已知Fe+2FeCl3=3FeCl2，故使用铁粉不能除去FeCl3中少量的FeCl2杂质，B不合题意；
C．稀硝酸能够将Fe2+氧化为Fe3+，但将引入新的杂质硝酸根离子，C不合题意；
D．酸性高锰酸钾能够将Fe2+氧化为Fe3+，但将引入新的杂质锰离子等，D不合题意；
故答案为：A；
（2）根据反应Fe+2H+=Fe2++H2↑设计成原电池，则Fe发生氧化反应，Fe作负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，比铁更不活泼的Cu等金属或者石墨作正极，电极反应为：2H++2e-= H2↑，稀硫酸或者稀盐酸作电解质溶液，据此分析解题：
A．由分析可知，铁作负极、铜作正极、稀硫酸作电解质溶液，A错误；
B．由分析可知，铁作负极、铜作正极、稀硫酸作电解质溶液，而不是硫酸铜溶液作电解质溶液，B错误；
C．原电池中电子由负极经导线流向正极，即电子通过导线从铁电极流向铜电极，C错误；
D．原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故阳离子向正极方向定向移动，D正确；
故答案为：D；
（3）由于Fe2+易被空气中的氧气氧化为Fe3+，而Fe+2Fe3+=3Fe2+，故实验室配制FeCl2溶液时，往往要在溶液中加入一定量的铁粉，其目的是防止Fe2+被氧化，FeCl3溶液常常被用于溶解印刷电路板上的金属铜，其反应方程式为Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，故其离子方式为：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，故答案为：防止Fe2+被氧化；Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；
（4）先向溶液中滴加KSCN 溶液观察颜色，可以判断铁离子是否存在，无现象，则不含铁离子，再向该溶液中滴加氯水，观察颜色变为红色，证明含有亚铁离子，故答案为：先向溶液中滴加KSCN 溶液，无现象，则不含铁离子，再向该溶液中滴加氯水，溶液立即变为红色，证明含有亚铁离子；
（5）反应中Fe3+由+3价转化为+6价升高3个单位，而Cl2中的Cl由0价降低到-1价降低2个单位，利用化合价升高总数相等的最小公倍数法可知，最小公倍数为6，则可配平该反应方程式：2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2=2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O，反应中转移电子数目为6，故该反应的电子转移方向和数目可表示为：，故答案为：。
23．(1)C
(2) 减弱 0.15NA 负极 正极 11.2 ACD
【分析】原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子从负极流出，电子沿着导线流向正极，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，燃料电池中，通入燃料的一极为负极，通入助燃物的一极为正极。
【详解】（1）能设计成原电池的反应通常是放热反应，且为氧化还原反应，则：
A． 为吸热反应，A不符合；
B． ，是放热反应但属于非氧化还原反应，B不符合；
C． 是放热反应，且为氧化还原反应，C符合；
D． 为吸热反应，D不符合；
选C。
（2）①若A为Zn片，B为石墨棒，电解质溶液为稀硫酸，则锌片为负极、石墨为正极，正极反应为氢离子得电子变成氢气、电极反应式：，反应过程中氢离子不断消耗、溶液的酸性减弱。一段时间后，当电池中放出1.68 L气体、即0.075molH2(标准状况)时，电路中有0.15NA个电子通过了导线(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
②若A为镁片，B为铝片，电解质为NaOH溶液，则电池总反应为，铝失去电子被氧化、作负极，电极反应式：。
③氢离子移向电极d、电子流入电极d，则电极d是正极，正极上氧气得到电子被还原，电极反应为：，若线路中转移2 mol电子，则该燃料电池理论上消耗的的物质的量为0.5mol、在标准状况下的体积为11.2L。
④A．铁与硫酸铜溶液反应置换出铜，则铁活泼性大于铜，A符合；
B．点燃下，铁和氯气反应生成氯化铁、铜和氯气反应生成氯化铜，不能证明铁活泼性大于铜，B不符合；
C．铁和稀硫酸能反应，产生氢气，铜和稀硫酸不能反应，能证明铁活泼性大于铜，C符合；
D．构成了原电池，铜片上的气泡为氢气，说明铜片为正极，氢离子在铜片上得电子变成氢气，铁片溶解意味着铁失去电子做负极，则铁活泼性大于铜，D符合；
选ACD。
24． CO+4e-+4H+==CH3OH SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+ NO2-e-+H2O=NO3-+2H+ Al 有气体生成 Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O 0.3 C（Ag等） Fe3++e-=Fe2+
【分析】（1）①燃料电池中，通入氧化剂的电极是正极、通入还原剂的电极是负极，该反应中C元素化合价由+2价变为-2价、H元素化合价由0价变为+1价，所以CO是氧化剂，发生还原反应；
②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，负极上二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子；
③若A为NO2，B为O2，C为HNO3，则负极上二氧化氮失电子生成硝酸根离子；
（2）根据只有自发进行的氧化还原反应才可以设计成原电池进行分析；
（3）根据反应“Cu + Fe2(SO4)3=2FeSO4 + CuSO4”可知，反应中Cu被氧化，应为原电池负极，失电子而被氧化，正极应为活泼性比Cu弱的金属或非金属材料，Fe3+在正极得到电子而被还原，电解质溶液为Fe2(SO4)3，以此画出实验装置图并书写有关的电极反应式；
【详解】（1）①燃料电池中，通入氧化剂的电极是正极、通入还原剂的电极是负极，该反应中C元素化合价由+2价变为-2价、H元素化合价由0价变为+1价，所以CO是氧化剂，则通入CO的电极为正极，电极方程式为CO+4 e-+4H+=CH3OH，
答案：CO+4 e-+4H+=CH3OH；
②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，负极上二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；
答案：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；
③若A为NO2，B为O2，C为HNO3，则负极上二氧化氮失电子生成硝酸根离子和氢离子，电极反应式NO2-e-+H2O=NO3-+2H+；
答案：NO2-e-+H2O=NO3-+2H+
（2）只有自发进行的氧化还原反应才可以设计成原电池，此装置自发进行的氧化还原反应为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，因此负极反应为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O，正极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑；根据总方程式可知2Al～3H2，消耗负极5.4g ,则放出气体；
答案：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O 0.3
（3）①根据反应“Cu + Fe2(SO4)3=2FeSO4 + CuSO4”可知，反应中Cu被氧化，应为原电池负极，失电子而被氧化，正极应为活泼性比Cu弱的金属或非金属材料，Fe3+在正极得到电子而被还原，电解质溶液为Fe2(SO4)3，以此画出实验装置图；
答案：
（2）正极应为活泼性比Cu弱的金属或非金属材料；根据Cu + Fe2(SO4)3=2FeSO4 + CuSO4可知：电极反应式负极：Cu-2e-=Cu2+，正极2Fe3++2e-=2Fe2+；
答案：C（Ag等） Fe3++e-=Fe2+
【点睛】本题易错点为（2），判定自发进行氧化还原反应的方法：第一步：看电极是否和电解质溶液发生氧化还原反应； 第二步：两个电极均不反应，则是活泼金属与空气中的氧气发生的氧化还原反应（没有明显电流）。
25． 放热 电能 热能 A
【详解】(1)燃烧反应都是放热反应，故该反应为放热反应；
(2)氢气在原电池中反应时，氢气在负极失去电子沿着导线流向正极，内电路中可自由移动离子定向移动，故形成电流，因此，化学能主要转化为电能；
(3)点燃氢气时，发生燃烧现象，故化学能主要转化为热能；
(4)当生成18gH2O时，，故选A。
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2.2化学反应与能量转化
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．科技使生活便捷，太阳能路灯采用太阳能电池供电，免维护阀控式密封蓄电池(如锂电池)储存电能，超高亮LED灯(或低压钠灯等)作为光源，并由智能化充放电控制器控制，用于代替传统公用电力照明的路灯。下列叙述错误的是
A．涉及的能量转化：太阳能→电能→光能 B．太阳能电池的主要成分为SiO2
C．锂电池不能采用含Li+的水溶液作电解液 D．低压钠灯发出的是单色黄光，透雾性强
2．化学和生活、科技、社会发展息息相关。下列说法正确的是
A．用“酒曲”酿酒工艺中一定发生氧化还原反应
B．“碲化镉”光伏发电系统将化学能转化为电能
C．量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨烯互为同系物
D．用“84”消毒液消毒是因为其中的 NaClO 具有强氧化性
3．标准状况下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程如图所示。已知和的相对能量为0.下列说法错误的是
A．生成的反应不属于氧化还原反应
B．
C．相对能量：
D．历程Ⅱ有极性键的断裂和形成
4．氨可用于燃料电池，运输和储存方便。新型燃料电池的装置如图所示，下列说法正确的是
A．电极a作负极
B．发生反应：
C．该电池在工作过程中电极a周围溶液pH增大
D．该电池反应消耗的与的物质的量之比为4∶5
5．肼（）燃烧涉及的共价键的键能与热化学方程式信息见下表：
共价键
键能/（） 391 161 498 463
热化学方程式 此反应放热570kJ
则的键能为
A． B． C． D．
6．由NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，下列有关说法正确的是
A．石墨Ⅰ极为负极，石墨Ⅱ极上发生氧化反应
B．向石墨Ⅱ极移动
C．熔融NaNO3可换成液态HNO3
D．该反应将化学能转化为电能
7．按下图装置实验，若x轴表示负极流出的电子的物质的量，则下列说法错误的是
A．曲线Ⅰ可以表示n()的变化
B．曲线Ⅱ可以表示溶液质量的变化
C．某一时刻内，a棒减少的质量小于b棒增加的质量
D．电流由b经过导线流向a棒
8．“极地破冰”“太空养鱼”等彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是
A．“雪龙2”号破冰船极地科考：破冰过程中水发生了化学变化
B．大型液化天然气运输船成功建造：天然气液化过程中形成了新的化学键
C．嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机：燃烧时存在化学能转化为热能
D．神舟十八号乘组带着水和斑马鱼进入空间站进行科学实验：水的电子式为
9．现代社会的一切活动都离不开能量，其中电能就是我们目前生活中不可缺少的一种能量。下列四个装置中属于化学能转化为电能的是
装置
选项 A B C D
A．A B．B C．C D．D
10．“中国芯”的主要原料是单晶硅，“精炼硅”反应历程中的能量变化如下图所示。
下列有关描述正确的是
A．历程Ⅰ、Ⅱ是吸热反应
B．实际工业生产中，粗硅变为精硅的过程中有能量损耗
C．历程Ⅱ
D．历程Ⅲ的热化学方程式是：
11．某同学学习原电池后的学习笔记如图所示。正确的是
A．①处所标电子流动方向 B．②处所标电流方向
C．③处所述电极反应 D．④处所述溶液中离子移动方向
12．锌铜原电池装置如图所示，下列说法不正确的是
A．锌片作负极 B．电流从铜片流向锌片
C．盐桥的作用是传递电子 D．铜电极的反应式：Cu2++2e-=Cu
13．有关化学反应与能量的下列叙述正确的是
A．化学反应必然伴随着能量变化
B．能量变化必然伴随发生化学反应
C．分解反应一定是吸热反应
D．同一化学反应在不同条件下发生时可能放热也可能吸热
14．分析如图所示的四个原电池装置。其中结论正确的是
A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极
B．②中Mg作正极，OH-向Al 电极移动
C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+
D．④中Cu作正极，电极反应式为2Na++2e-=2Na
15．下列关于热化学反应的描述中正确的是
A．HCl和NaOH反应的中和热，则和反应的中和热
B．的燃烧热是283.0kJ/mol，则反应的
C．已知：500℃、30MPa下， ；将1.5mol 和过量的在此条件下充分反应，放出热量46.2kJ
D．甲烷的标准燃烧热，则
二、填空题
16．64g 铜被一定浓度的硝酸完全溶解，产生的气体的体积为V1L ，若将所 得气体中混合V2 LO2 ，则恰好能被水完全转化为硝酸；若将所得气体完全被氢氧化钠溶液吸收，会生成硝酸钠与亚硝酸钠(气体体积均在标准状况下测定)，请回答：
①V2 = L。
②亚硝酸钠的物质的量为 mol 。
(2)在 25℃、101 kPa 下，已知 SiH4 气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转 移 1 mol 电子放出热量 190.0 kJ，该反应的热化学方程式为 。
(3)我国科学家实现了在铜催化剂条件下将 DMF[(CH3)2NCHO]转化为三甲胺[N(CH3)3]。计算机模拟单个 DMF 分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示，
可知该历程的ΔH 0(填“大于”“等于”或“小于”)，该历程中最小能垒(活化 能)E 正= eV，写出该步骤的化学方程式 。
(4)某种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如下，当该装置工作时，盐桥中 K+向 极(填 X 或 Y)移动，Y 极发生的电极反应为
17．把煤作为燃料可以通过下列两种途径：
途径I：C(s) + O2(g) CO2(g) + Q1 kJ
途径II：先制水煤气：C(s) + H2O(g) → CO(g) + H2(g)-Q2 kJ
再燃烧水煤气：CO(g) +O2(g)CO2(g)
H2(g) + O2(g) H2O(g)
燃烧水煤气共放热Q3 kJ。试回答下列问题：
(1)判断两种途径放热的大小：途径I 途径II(填“大于”“小于”“等于”)。
(2)Q1、Q2、Q3的数学关系式是 。
(3)在制取水煤气的反应里，反应物所具有的总能量 (填“大于”“小于”“等于”)生成物所具有的总能量。
(4)简述煤通过途径II作为燃料的意义 。
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）现有如下两个反应：A．NaOH + HCl = NaCl+ H2O，B．2FeCl3+ Cu = 2FeCl2 + CuCl2
判断能否设计成原电池A． B． 。（填“能”或“不能”）
（2）由铜片、锌片和足量稀H2SO4组成的原电池中，若锌片只发生原电池腐蚀，一段时间后某电极产生3.36L标准状况下的气体。
①负极是 （填“锌”或“铜”），发生 反应（填“氧化”或“还原”）；
②正极的电极反应式为 ；
③产生这些气体共需转移电子 mol。
19．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 。
20．中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，甲醇(CH3OH)燃料电池的工作原理如图所示。
该电池工作时，c入口处对应的电极为 极。该电池负极的电极反应式为 。
21．某同学设计如图所示装置研究原电池原理。
(1)正极发生的电极反应式为 。
(2)Cu(3)与Cu (4)上现象有何不同？ 。
(3)若保持正负极发生的反应不变，正极材料还可以是 (填序号)。
①碳棒②铝片③银棒
(4)溶液中的移动方向是 (填序号)(①从左往右②从右往左③不动)
(5)若将稀硫酸换为稀硝酸，Cu (4)上反应的离子方程式为 。
22．铁元素是地壳中含量第二的金属元素，位于元素周期表中第四周期第8族。铁及其化合物性质多样，其参与的反应大多为氧化还原反应。
(1)某氯化铁溶液中含有少量氯化亚铁杂质，除去氯化亚铁杂质应选用的试剂是。
A．氯水 B．铁粉 C．稀硝酸 D．酸性高锰酸钾
(2)根据反应设计成原电池，下列说法正确的是。
A．铁作正极、铜作负极、稀硫酸作电解质溶液
B．铁作负极、铜作正极、硫酸铜溶液作电解质溶液
C．电子通过稀硫酸从铁电极流向铜电极
D．阳离子向正极方向定向移动
(3)实验室配制溶液时，往往要在溶液中加入一定量的铁粉，其目的是 ，溶液常常被用于溶解印刷电路板上的金属铜，其反应的离子方式为 。
(4)设计实验检验某溶液中含有而不含，实验方案为 。
(5)高铁酸钠是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾强，其本身在反应中被还原为。请配平如下制取高铁酸钠的化学方程式，并标明电子转移方向和数目： 。
Fe(NO3)3+NaOH+Cl2Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O
23．能源是现代文明的原动力，电池与我们的生活和生产密切相关。
(1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_______(填字母)。
A． B．
C． D．
(2)下图为原电池装置示意图：
①若A为Zn片，B为石墨棒，电解质溶液为稀硫酸，写出正极的电极反应式： ，反应过程中溶液的酸性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。一段时间后，当电池中放出1.68 L(标准状况)气体时，电路中有 个电子通过了导线(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
②若A为镁片，B为铝片，电解质为NaOH溶液，则铝片为 (填“正极”或“负极”)；写出该电极的电极反应式： 。
③燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，和组合形成的燃料电池的结构如图(电解质溶液是稀硫酸，质子交换膜只允许通过)。则电极d是 (填“正极”或“负极”)，若线路中转移2 mol电子，则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为 L。
④为证明铁的金属活动性比铜强，某同学设计了如下一些方案。其中能证明铁的金属活动性比铜强的方案是 (填序号)。
方案 现象或产物
A．将铁片置于溶液中 铁片上有亮红色物质析出
B．将铁丝和铜丝分别在氯气燃烧 产物分别为和
C．将铁片和铜片分别置于稀硫酸溶液中 铁片上有气泡产生，铜片上无气泡产生
D．将铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连 铁片溶解，铜片上有气泡产生
24．（1）SO2、CO、CO2、NOx是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。利用电化学原理将CO、SO2转化为重要化工原料, 装置如图所示。
①若A为CO, B为H2，C为CH3OH,则通入CO一极的电极反应式为 。
②A为SO2, B为O2, C为H2SO4, 则负极反应式为 。
③若A为NO2, B为O2, C为HNO3，负极的电极反应式为 。
（2）下图所示的原电池装置中,负极材料是 。正极上能够观察到的现象是 。 负极的电极反应式是 。原电池工作一段时间后,若消耗负极5.4g ,则放出气体 mol。
（3）利用反应Cu + Fe2(SO4)3=2FeSO4 + CuSO4设计一个原电池。
①在下面方格内画出实验装置图 。
②指出正极材料可以为 ，该电极上发生的电极反应为 。
25．能源是影响全球经济和生活的重要因素。目前人类已开发和利用的能源中，氢气是最理想的清洁能源之一。已知反应：2H2＋O2 2H2O，试回答下列问题。
(1)该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)；
(2)氢气在原电池中反应时，化学能主要转化为 ;
(3)点燃氢气时，化学能主要转化为 ；
(4)当生成18gH2O时，H2O的物质的量是 (填字母代号)。
A．1mol B．1mol/L C．1g/mol
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B A C C B D B C B B
题号 11 12 13 14 15
答案 D C A B B
1．B
【详解】A．太阳能路灯采用太阳能电池供电，发生太阳能→电能→光能的能量转化，A正确；
B．太阳能电池的主要材料是硅，B错误；
C．锂化学性质活泼，易于水直接发生反应，故锂电池不能采用含Li+的水溶液作电解液，C正确；
D．钠灯发出黄色光，透雾性强，D正确；
故选B。
2．A
【详解】A．酿酒过程中葡萄糖转化为酒精时发生氧化还原反应，故A正确；
B．光伏发电系统将太阳能转化为电能，故B错误；
C．碳纳米管TEM与石墨烯都是碳元素组成的单质，互为同素异形体，故C错误；
D．次氯酸钠具有强的氧化性，能够杀菌消毒，故D错误；
答案选A。
3．C
【详解】A．生成的反应中O元素化合价没有发生变化，不属于氧化还原反应，A正确；
B．由图可知，表示O3、O、Cl的总能量与O3、O的总能量的差值，表示2O2的能量与2O2、Cl的总能量的差值，和均表示Cl的能量，则，B正确；
C．1个O2断裂吸收能量生成2个O，则2个O的能量更高，C错误；
D．历程Ⅱ中有Cl-O的极性键的断裂和形成，D正确；
故选C。
4．C
【分析】该装置为原电池装置，左侧电极上NH3转化为N2，N元素化合价升高，发生了氧化反应，故电极b为负极；右侧O2得电子生成氢氧根，电极a为正极。原电池的总反应为：4NH3+3O2=4N2+6H2O。
【详解】A．由分析可知电极a为正极，故A错误；
B．b电极上NH3转化为N2，N元素化合价升高，发生了失去电子的氧化反应，电极反应式为：，故B错误；
C．电极a为正极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，氢氧根浓度增大，电极a周围溶液pH增大，故C正确；
D．由电池的总反应可知，该电池反应消耗的与的物质的量之比为4∶3，故D错误；
故选C。
5．B
【详解】=反应物键能总和-生成物键能总和，设的键能为x kJ/mol，则，解得x=941，，则的键能为，答案选B。
6．D
【分析】在燃料电池中通入氧气的为正极，通入燃料的为负极，由图可知，石墨Ⅱ上氧气得到电子，则石墨Ⅱ为正极，石墨I上NO2失去电子，石墨I为负极，结合负极发生氧化反应、正极发生还原反应分析解答。
【详解】A．根据分析可知，石墨Ⅰ为负极，石墨Ⅱ为正极，发生还原反应，故A错误；
B．原电池工作时，阴离子向负极移动，即向石墨I极移动，故B错误；
C．液态硝酸不存在自由移动的离子，不能导电，无法形成闭合回路，故C错误；
D．该装置为原电池，因此是将化学能转化为电能，故D正确；
故答案选D。
7．B
【分析】该装置为原电池，Fe做负极，失电子生成Fe2+，Ag做正极，Ag+得电子生成Ag；
【详解】A．该反应原理是Fe和银离子发生反应生成Fe2+和Ag，不参与反应，则曲线Ⅰ可以表示n()的变化，A正确；
B．反应的离子方程式为Fe+2Ag+=Fe2++2Ag，析出银单质的质量比铁溶解进入溶液的质量多，因此随着反应进行，溶液质量减小，则曲线Ⅱ不能表示溶液质量的变化，B错误；
C．a极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，b极的为2Ag++2e-=2Ag，当转移2mol电子时，a棒减少56g，b棒增加216g，则某一时刻内，a棒减少的质量小于b棒增加的质量，C正确；
D．a是负极，b是正极，电流由b经过导线流向a棒，D正确；
故选B。
8．C
【详解】A．破冰过程无新物质生成，是物理变化，A错误；
B．天然气液化的过程是气态变为液态，是物理变化，无新的化学键形成，B错误；
C．燃烧放热，是化学能转化为热能，C正确；
D．水是共价化合物，每个H原子都与O原子共用一对电子，电子式为，D错误；
本题选C。
9．B
【详解】A．风力发电机是风能转化为电能，A错误；
B．化学电源是原电池，属于化学能转化为电能，B正确；
C．太阳能电池板是光能转化为电能，C错误；
D．水力发电是水的重力势能转化为电能，D错误；
答案选B。
10．B
【详解】A．由图可知，历程Ⅰ、Ⅱ中生成物总能量低于反应物总能量，均是放热反应，故A错误；
B．化学反应伴随着能量的变化，粗硅和精硅的成分不同，粗硅和精硅能量不同，则粗硅变为精硅的工业生产过程中有能量的损耗，故B正确；
C．历程Ⅱ中生成物总能量低于反应物，是放热反应，焓变小于0，故C错误；
D．历程Ⅲ中生成物总能量高于反应物，是吸热反应，焓变大于0，热化学方程式为，，故D错误；
故答案为：B。
11．D
【详解】A．锌是负极、铜是正极，电子由锌经导线流向铜，①处所标电子流动方向错误，故不选A；
B．锌是负极、铜是正极，电流由铜经导线流向锌，②处所标电流方向错误，故不选B；
C．锌失电子发生氧化反应生成锌离子、③处氢离子得电子发生还原反应生成氢气，③处所述反应类型错误，故不选C；
D．锌是负极、铜是正极，阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，④处所述溶液中离子移动方向正确，故选D；
故答案为：D。
12．C
【分析】锌铜原电池中Zn作负极，失电子，发生氧化反应，盐桥的作用是传递离子，据此分析解题。
【详解】A．Zn作负极，失电子，发生氧化反应，锌电极的反应式：Zn-2e-=Zn2+，A正确；
B．原电池中，电流从正极流向负极，从铜片流向锌片，B正确；
C．盐桥的作用是传递离子，电子不能通过溶液，C错误；
D．较为活泼的金属作负极，锌作负极，铜作正极得电子发生还原反应，铜电极的反应式：Cu2++2e-=Cu，D正确；
故答案为：C。
13．A
【详解】A．化学反应的过程是旧键断裂新键形成的过程，成键断键都有能量变化，A正确；
B．物理变化也可能伴随能量变化，如物质的三态之间的转化都伴随着能量变化，但没有发生化学反应，B错误；
C．分解反应可以是吸热反应，也可以是放热反应，如H2O2的分解反应是放热的，C错误；
D．化学反应的热效应只与反应物和生成物状态有关，与过程和反应条件无关，D错误；
故选A。
14．B
【详解】A. ①中电解质溶液是稀硫酸，镁是负极，②中电解质溶液是氢氧化钠，Mg作正极，铝是负极，③中是浓硝酸，铁发生钝化，铁是正极，铜是负极，④中电解质是氯化钠，Fe作负极，A错误；
B. ②中Mg作正极，OH-向Al电极移动，B正确；
C. ③中Fe作正极，溶液中的硝酸根在正极发生得到电子的还原反应，C错误；
D. ④中Cu作正极，铁是负极，发生铁的吸氧腐蚀，D错误；
答案选D。
【点睛】原电池正负极的判断的注意点：（1）原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应，如果给出一个化学反应方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。（2）判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：a.Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；b.Fe、Al在浓HNO3中钝化后，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。
15．B
【详解】A．和反应的方程式为：，反应中还有硫酸钡成，故，A错误；
B．表示的燃烧热的热化学方程式为：，故反应的，B正确；
C．氮气和氢气生成氨气的反应为可逆反应，无法计算1.5mol 和过量的在此条件下充分反应的反应热，C错误；
D．甲烷的标准燃烧热，产物中水的状态为液态，则 ，D错误；
故选B。
16． 11.2 1 SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(g)+2H2O(l) △H=-1520.0 kJ/mol 小于 0.22 (CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2＋OH* Y 2NO+10e-+6H2O =N2 +12OH-
【详解】(1)①64克铜的物质的量为1mol，共失去2mol电子，硝酸得到这些电子生成混合气体，混合气体再与氧气反应生成硝酸，所以由电子守恒分析，假设氧气的物质的量为xmol,有4x=2，则x=0.5mol，标况下体积为11.2L，则V2 =11.2L。
②根据方程式分析，假设NO的物质的量为xmol，NO2的物质的量为ymol，
根据电子守恒，有3x+y=2mol，亚硝酸钠的物质的量为，则亚硝酸钠的物质的量为1mol。
(2)在 25℃、101 kPa 下，已知 SiH4 气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，方程式为SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(g)+2H2O(l)，该反应中转移8mol电子，已知平均每转移1 mol电子放出热量 190.0 kJ，则该反应的热化学方程式为SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(g)+2H2O(l) △H=-190.0 kJ/mol×8=-1520.0 kJ/mol；
(3)该反应的反应物的总能量大于生成物的总能量，所以该反应为放热反应，即△H小于0，该历程中最小能垒(活化 能)E 正=-1.55-（-1.77）=0.22eV，写出该步骤的化学方程式为(CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2＋OH*；
(4)X电极上氨气失去电子生成氮气，说明X极为负极，Y极为正极，盐桥中 K+向正极即Y极移动，Y极发生还原反应，电极反应为2NO+10e-+6H2O =N2 +12OH-。
17．(1)等于
(2)Q3 = Q1+Q2
(3)小于
(4)固体煤经处理变成气体燃料后，不仅可以大大减少SO2和烟尘对空气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于输送
【解析】（1）
由盖斯定律可知：若是一个反应可以分步进行，则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同，故答案为：等于；
（2）
由盖斯定律可知：若是一个反应可以分步进行，则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同，故答案为：Q3=2（Q1-Q2）；
（3）
因吸热反应中，反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，以及在化学反应中能量守恒，所以反应物就需要吸收能量才能转化为生成物，故答案为：小于；
（4）
因煤通过途径Ⅱ作为燃料燃烧后产物无污染、燃烧效率高等，故答案为：固体煤经处理变为气体燃料后，不仅在燃烧时可以大大减少SO2和烟尘对大气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于输送。
18． 不能 能 锌 氧化 2H++2e-=H2↑ 0.3
【分析】(1)自发的氧化还原反应才能设计成原电池；
(2)①原电池中，活泼金属做负极，发生氧化反应；
②原电池的正极发生得电子的还原反应；
③根据电极反应和转移的电子情况来计算。
【详解】(1)反应A．NaOH+HCl=NaCl+H2O不是氧化还原反应，不能设计成原电池，反应B．2FeCl3+ Cu = 2FeCl2 + CuCl2是氧化还原反应，能设计成原电池；
(2)①Zn、Cu、硫酸构成的原电池中，活泼金属锌做负极，发生氧化反应；
②Zn、Cu、硫酸构成的原电池中，金属铜做正极，正极反应是：2H++2e-→H2↑；
③根据电极反应：2H++2e-→H2↑，产生3.36L即0.15mol标准状况下的氢气，转移电子数为：0.3mol。
19． 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。
20． 正
【分析】由题意，如图装置为甲醇燃料电池，该燃料电池电解质溶液为酸性，O2在正极得电子，与H+生成H2O，故右侧为正极，则左侧为负极，通入甲醇；
【详解】由分析，c入口处通入O2，对应的电极为正极，左侧负极通入甲醇，失电子，生成CO2，电极反应式为CH3OH 6e +H2O=CO2+6H+。
21．(1)2H++2e- =H2↑
(2)Cu(3)上有无色气泡产生， Cu (4)上无现象
(3)①③
(4)②
(5)3Cu+8H+＋2= 3Cu2+＋2NO↑＋4H2O
【分析】装置中，Zn(2)与Cu(3)构成原电池，Zn(2)作负极，Cu(3)作正极；Zn(1)与稀硫酸直接发生反应，Cu(4)与稀硫酸不反应。
【详解】（1）由分析可知，Cu(3)作正极，在正极H+得电子生成H2，发生的电极反应式为2H++2e- =H2↑。
（2）Cu(3)作原电池的正极，H+得电子生成H2，Cu (4)与稀硫酸不反应，现象为：Cu(3)上有无色气泡产生， Cu (4)上无现象。
（3）若保持正负极发生的反应不变，正极材料的金属活动性应比锌弱，铝的金属活动性比锌强，银的金属活动性比锌弱，石墨为非金属单质，能导电，所以还可以选择①碳棒、③银棒，故选①③。
（4）原电池工作时，阴离子向负极移动，则溶液中的移动方向是②。
（5）若将稀硫酸换为稀硝酸，Cu (4)与稀硝酸反应，生成硝酸铜、一氧化氮等，反应的离子方程式为3Cu+8H+＋2= 3Cu2+＋2NO↑＋4H2O。
22．(1)A
(2)D
(3) 防止Fe2+被氧化 Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
(4)先向溶液中滴加KSCN 溶液，无现象，则不含铁离子，再向该溶液中滴加氯水，溶液立即变为红色，证明含有亚铁离子
(5)
【详解】（1）A．已知2FeCl2+Cl2=2FeCl3，故加入氯水能够除去FeCl3中少量的FeCl2杂质，且不引入新的杂质，A符合题意；
B．已知Fe+2FeCl3=3FeCl2，故使用铁粉不能除去FeCl3中少量的FeCl2杂质，B不合题意；
C．稀硝酸能够将Fe2+氧化为Fe3+，但将引入新的杂质硝酸根离子，C不合题意；
D．酸性高锰酸钾能够将Fe2+氧化为Fe3+，但将引入新的杂质锰离子等，D不合题意；
故答案为：A；
（2）根据反应Fe+2H+=Fe2++H2↑设计成原电池，则Fe发生氧化反应，Fe作负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，比铁更不活泼的Cu等金属或者石墨作正极，电极反应为：2H++2e-= H2↑，稀硫酸或者稀盐酸作电解质溶液，据此分析解题：
A．由分析可知，铁作负极、铜作正极、稀硫酸作电解质溶液，A错误；
B．由分析可知，铁作负极、铜作正极、稀硫酸作电解质溶液，而不是硫酸铜溶液作电解质溶液，B错误；
C．原电池中电子由负极经导线流向正极，即电子通过导线从铁电极流向铜电极，C错误；
D．原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故阳离子向正极方向定向移动，D正确；
故答案为：D；
（3）由于Fe2+易被空气中的氧气氧化为Fe3+，而Fe+2Fe3+=3Fe2+，故实验室配制FeCl2溶液时，往往要在溶液中加入一定量的铁粉，其目的是防止Fe2+被氧化，FeCl3溶液常常被用于溶解印刷电路板上的金属铜，其反应方程式为Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，故其离子方式为：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，故答案为：防止Fe2+被氧化；Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；
（4）先向溶液中滴加KSCN 溶液观察颜色，可以判断铁离子是否存在，无现象，则不含铁离子，再向该溶液中滴加氯水，观察颜色变为红色，证明含有亚铁离子，故答案为：先向溶液中滴加KSCN 溶液，无现象，则不含铁离子，再向该溶液中滴加氯水，溶液立即变为红色，证明含有亚铁离子；
（5）反应中Fe3+由+3价转化为+6价升高3个单位，而Cl2中的Cl由0价降低到-1价降低2个单位，利用化合价升高总数相等的最小公倍数法可知，最小公倍数为6，则可配平该反应方程式：2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2=2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O，反应中转移电子数目为6，故该反应的电子转移方向和数目可表示为：，故答案为：。
23．(1)C
(2) 减弱 0.15NA 负极 正极 11.2 ACD
【分析】原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子从负极流出，电子沿着导线流向正极，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，燃料电池中，通入燃料的一极为负极，通入助燃物的一极为正极。
【详解】（1）能设计成原电池的反应通常是放热反应，且为氧化还原反应，则：
A． 为吸热反应，A不符合；
B． ，是放热反应但属于非氧化还原反应，B不符合；
C． 是放热反应，且为氧化还原反应，C符合；
D． 为吸热反应，D不符合；
选C。
（2）①若A为Zn片，B为石墨棒，电解质溶液为稀硫酸，则锌片为负极、石墨为正极，正极反应为氢离子得电子变成氢气、电极反应式：，反应过程中氢离子不断消耗、溶液的酸性减弱。一段时间后，当电池中放出1.68 L气体、即0.075molH2(标准状况)时，电路中有0.15NA个电子通过了导线(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
②若A为镁片，B为铝片，电解质为NaOH溶液，则电池总反应为，铝失去电子被氧化、作负极，电极反应式：。
③氢离子移向电极d、电子流入电极d，则电极d是正极，正极上氧气得到电子被还原，电极反应为：，若线路中转移2 mol电子，则该燃料电池理论上消耗的的物质的量为0.5mol、在标准状况下的体积为11.2L。
④A．铁与硫酸铜溶液反应置换出铜，则铁活泼性大于铜，A符合；
B．点燃下，铁和氯气反应生成氯化铁、铜和氯气反应生成氯化铜，不能证明铁活泼性大于铜，B不符合；
C．铁和稀硫酸能反应，产生氢气，铜和稀硫酸不能反应，能证明铁活泼性大于铜，C符合；
D．构成了原电池，铜片上的气泡为氢气，说明铜片为正极，氢离子在铜片上得电子变成氢气，铁片溶解意味着铁失去电子做负极，则铁活泼性大于铜，D符合；
选ACD。
24． CO+4e-+4H+==CH3OH SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+ NO2-e-+H2O=NO3-+2H+ Al 有气体生成 Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O 0.3 C（Ag等） Fe3++e-=Fe2+
【分析】（1）①燃料电池中，通入氧化剂的电极是正极、通入还原剂的电极是负极，该反应中C元素化合价由+2价变为-2价、H元素化合价由0价变为+1价，所以CO是氧化剂，发生还原反应；
②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，负极上二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子；
③若A为NO2，B为O2，C为HNO3，则负极上二氧化氮失电子生成硝酸根离子；
（2）根据只有自发进行的氧化还原反应才可以设计成原电池进行分析；
（3）根据反应“Cu + Fe2(SO4)3=2FeSO4 + CuSO4”可知，反应中Cu被氧化，应为原电池负极，失电子而被氧化，正极应为活泼性比Cu弱的金属或非金属材料，Fe3+在正极得到电子而被还原，电解质溶液为Fe2(SO4)3，以此画出实验装置图并书写有关的电极反应式；
【详解】（1）①燃料电池中，通入氧化剂的电极是正极、通入还原剂的电极是负极，该反应中C元素化合价由+2价变为-2价、H元素化合价由0价变为+1价，所以CO是氧化剂，则通入CO的电极为正极，电极方程式为CO+4 e-+4H+=CH3OH，
答案：CO+4 e-+4H+=CH3OH；
②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，负极上二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；
答案：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；
③若A为NO2，B为O2，C为HNO3，则负极上二氧化氮失电子生成硝酸根离子和氢离子，电极反应式NO2-e-+H2O=NO3-+2H+；
答案：NO2-e-+H2O=NO3-+2H+
（2）只有自发进行的氧化还原反应才可以设计成原电池，此装置自发进行的氧化还原反应为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，因此负极反应为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O，正极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑；根据总方程式可知2Al～3H2，消耗负极5.4g ,则放出气体；
答案：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O 0.3
（3）①根据反应“Cu + Fe2(SO4)3=2FeSO4 + CuSO4”可知，反应中Cu被氧化，应为原电池负极，失电子而被氧化，正极应为活泼性比Cu弱的金属或非金属材料，Fe3+在正极得到电子而被还原，电解质溶液为Fe2(SO4)3，以此画出实验装置图；
答案：
（2）正极应为活泼性比Cu弱的金属或非金属材料；根据Cu + Fe2(SO4)3=2FeSO4 + CuSO4可知：电极反应式负极：Cu-2e-=Cu2+，正极2Fe3++2e-=2Fe2+；
答案：C（Ag等） Fe3++e-=Fe2+
【点睛】本题易错点为（2），判定自发进行氧化还原反应的方法：第一步：看电极是否和电解质溶液发生氧化还原反应； 第二步：两个电极均不反应，则是活泼金属与空气中的氧气发生的氧化还原反应（没有明显电流）。
25． 放热 电能 热能 A
【详解】(1)燃烧反应都是放热反应，故该反应为放热反应；
(2)氢气在原电池中反应时，氢气在负极失去电子沿着导线流向正极，内电路中可自由移动离子定向移动，故形成电流，因此，化学能主要转化为电能；
(3)点燃氢气时，发生燃烧现象，故化学能主要转化为热能；
(4)当生成18gH2O时，，故选A。
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