第六章 6.1 化学反应与能量变化 同步巩固练 2024-2025学年化学人教版(2019) 必修第二册

中小学教育资源及组卷应用平台
6.1 化学反应与能量变化 同步巩固练
2024-2025学年化学人教版(2019) 必修第二册
一、单选题
1．反应(放热)分两步进行①(吸热)；②(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．
2．分析下面化学键键能数据，判断下列分子中受热时最不稳定的是(　　)
化学键 H－H H－F H－Br H－I
键能(kJ/mol) 436 565 368 297
A．氢气 B．氟化氢 C．溴化氢 D．碘化氢
3．化学反应A2＋B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法中正确的是
A．该反应断开化学键消耗的总能量大于形成化学键释放的总能量
B．该反应是吸热反应
C．断裂2molAB中化学键需要吸收ykJ能量
D．1molA2和1molB2的总能量低于2molAB的总能量
4．已知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ，且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH-O键形成时放出能量463kJ，则氢气中1molH-H键断裂时吸收热量为（ ）
A．920kJ B．557kJ C．436kJ D．188kJ
5．某化学反应包括A(g)→B(g)、B(g)→C(g)两步反应，整个反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．两步反应均为吸热反应
B．1mol A(g)的总键能大于1mol C(g)的总键能
C．1mol C(g)与1mol A(g)的能量差为
D．反应A(g)→B(g)一定要加热才能发生
6．生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体，其储存能量的能力是CO2的12000~20000倍，在大气中的寿命可长达740年之久，已知键能是指断开1mol化学键变为气态原子时所需要的能量，或形成1mol化学键时所释放的能量。以下是几种化学键的键能：
化学键 F-F N-F
键能/ 941.7 154.8 283.0
下列说法中正确的是
A．过程N2(g)→2N(g)放出能量
B．过程N(g)＋3F(g)→NF3(g)放出能量
C．反应是吸热反应
D．NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成，仍可能发生化学反应
7．如图是某同学学习原电池后整理的学习笔记，错误的是
A．①电子流动方向 B．②电流方向
C．③电极反应 D．④溶液中离子移动方向
8．如图是用化学电源使灯发光的装置。下列说法错误的是
A．铜片表面有气泡生成
B．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
C．如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动
D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变
9．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。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，如图。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．负极区，每消耗标准状况下2.24 LNH3，a向b电极转移0.6 mol电子
10．氢氧燃料电池的能量转化率较高，且产物是H2O，无污染，是一种具有应用前景的绿色电源。下列有关氢氧燃料电池的说法不正确的是
A．通入氢气的电极发生氧化反应
B．正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
C．放电过程中碱性电解液的pH不变
D．碱性电解液中阳离子向通入氢气的方向移动
二、非选择题
11．按要求回答下列问题：
(1)某同学做如下实验，以检验反应中的能量变化。
①在实验中发现反应后(a)中温度升高，由此可以判断(a)中反应是 热反应，(b)中温度降低，由此可以判断(b)中反应是 热反应。
②写出铝与盐酸反应的离子方程式： 。
③根据能量守恒定律，(b)中反应物的总能量应该 (填“高于”或“低于”)其生成物的总能量。
(2)如图表示1mol与1mol反应生成2molHCl的能量变化的理论分析示意图。
①化学键断裂需要 (填“释放”或“吸收”)能量。
②图中共释放的能量为 kJ。
③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，所以该反应是 反应。
12．I.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
装置
现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极的电极反应式是 。
(2)装置乙中正极的电极反应式是 。
(3)四种金属活泼性由强到弱的顺序是 。
II．分别按图所示甲、乙装置进行实验，图中两个烧杯中的溶液为相同浓度的稀硫酸，甲中A为电流表。
(1)下列叙述正确的是 。
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极
C．两烧杯中溶液中的H＋浓度均减小 D．产生气泡的速率甲中的比乙中的慢
(2)甲装置中，某同学发现不仅铜片上有气泡产生，锌片上也产生了气体，原因可能是 。
(3)甲装置中，若把稀硫酸换成CuSO4溶液，试写出铜电极的电极反应 。
13．化学电源在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)下图中，正极电极反应式： ；电子流向： (填“”或“”，下同)极经导线流入 极。
(2)铅酸蓄电池是常见的二次电池，其工作原理如图所示。放电时总反应为，负极电极反应式为。
①写出放电时正极的电极反应式： 。
②铅酸蓄电池放电一段时间，当转移电子时，正极质量将增大 g。
(3)金属空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为。
已知：①电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。
②阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。比较三种金属-空气电池，则分别作为电极时“理论比能量”由大到小的顺序为 ，该电池正极的电极反应式为 ，若为空气电池，为防止负极区沉积，宜采用 (填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
14．为了探究化学能与热能的转化,某实验小组设计了如图所示三套实验装置：

(1)上述3个装置中，不能证明“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是 。
(2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是 ，说明该反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在甲中进行)。
①若M为钠,则实验过程中烧杯中可观察到的现象是
②若观察到烧杯里产生气泡，则说明M溶于水 (填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)；
③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，则M可能是 。
(4)至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应(4KO2+2H2O4KOH+3O2↑)是放热反应还是吸热反应。
方法①：选择上述装置 (填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)进行实验；
方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上,向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到棉花燃烧，则说明该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
参考答案
1．D
A．反应①为吸热反应，则的总能量低于X的总能量，故A错误；
B．反应②为放热反应，则X的总能量高于C的总能量，故B错误；
C．反应①为吸热反应，则的总能量低于X的总能量，故C错误；
D．反应①为吸热反应，则的总能量低于X的总能量，反应②为放热反应，则X的总能量高于C的总能量，故D正确；
故选：D。
2．D
由题干信息可知，H—H键的键能为436kJ·mol-1，H—F键的键能为565kJ·mol-1，H—Br键的键能为368kJ·mol-1，H—I键的键能为297kJ·mol-1，键能越小，分子越不稳定，H—I键的键能最小，受热时分子最不稳定，D选项符合题意；
答案选D。
3．C
A．由图可知该反应是放热反应该反应断开化学键消耗的总能量小于形成化学键释放的总能量，故A错误；
B．由图可知该反应是放热反应，故B错误；
C．化学键的断裂吸收能量，根据图像，断裂2molA—B需要吸收ykJ能量，故C正确；
D．根据图像，1molA2和1molB2的总能量高于2molAB的总能量，故D错误；
故选C。
4．C
根据题意2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ，2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH= -484 kJ/mol，设1mol H-H键断裂时吸收热量为x，则ΔH= -484 = 2x + 496 - 463×4，解得x = 436，故C正确；
故答案为C。
5．C
A．由图可知，A(g)→B(g)反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应，B(g)→C(g)反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，A错误；
B．由图可知，1mol A(g)的总能量大于1mol C(g)的总能量，则A(g)→C(g)为放热反应，则1molA(g)的总键能小于1molC(g)的总键能，B错误；
C．根据图象，1mol C(g)与1mol A(g)的能量差为，C正确；
D．反应A(g)→B(g)为吸热反应，但不一定要加热才能发生，D错误；
故选C。
6．B
A．N2(g)→2N(g)为化学键的断裂过程，应吸收能量，A错误；
B．N(g)+3F(g)→NF3(g)为形成化学键的过程，放出能量，B正确；
C．反应N2(g)+3F2(g)=2NF3(g)△H=反应物的总键能-生成物的总键能=(941.7+3×154.8-283.0×6)kJ mol-1=-291.9kJ mol-1，△H＜0，是放热反应，C错误；
D．NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，则不能发生化学反应，化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，D错误；
故答案为：B。
7．B
A.电子从负极沿导线流向正极，则电子由锌电极流向铜电极，故A正确；
B.电流从正极到负极，则电流由铜电极流向锌电极，故B错误；
C.负极上锌失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，故C正确；
D.在内电路中，阴离子移向负极，阳离子移向正极，故D正确；
故选B。
8．C
A．铜锌原电池中，作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以上有气泡生成，故A正确；
B．原电池中化学能转化为电能，灯发光时，电能转化为光能，故B正确；
C．柠檬汁显酸性也能作电解质溶液，所以将稀硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流动，故C错误；
D．金属性比弱，作正极，所以电路中的电流方向不变，仍然由流向负极，故D正确；
故选C。
9．D
A．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．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．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．负极区，发生的电极反应为：2NH3- 6e-= N2+6H+，每消耗标准状况下2.24 LNH3，即物质的量为0.1 mol，失去0.3mol电子，a向b电极转移0.3 mol电子，故D错误；
答案为D。
10．D
A．氢氧燃料电池中，氢气易失电子发生氧化反应，故A正确；
B．氧气易得电子发生还原反应，通入氧气的电极是正极，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故B正确；
C．由图可知，氢氧燃料电池放电过程中，总反应为氢气和氧气反应生成水，水从负极边上排出，则碱性电解液的pH不变，故C正确；
D．阳离子向正极移动即通入氧气的电极移动，故D错误；
故答案选D。
11．(1) 放 吸 低于
(2) 低于 862 大于 放热
（1）①在实验中发现反应后(a)中温度升高，说明有热量释放出来，由此可以判断(a)中反应是放热反应，(b)中温度降低，说明吸收了外界的热量，由此可以判断(b)中反应是吸热反应；故答案为：放；吸。
②铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气，其反应的离子方程式：；故答案为：。
③根据能量守恒定律，(b)是吸热反应，吸收了外界的热量，因此反应物的总能量应该低于其生成物的总能量；故答案为：低于。
（2）①化学键断裂需要吸收能量；故答案为：吸收。
②图中共释放的能量为431kJ×2=862kJ；故答案为：862。
③改反应断键吸收热量为436kJ+243kJ=679kJ，而形成化学键释放了862kJ热量，放出的热量大于吸收的热量，因此该反应是放热反应即反应的反应物的总能量大于生成物的总能量；故答案为：大于；放热。
12． A－2e－===A2＋ Cu2＋＋2e－===Cu D>A>B>C C 锌片不纯，锌与杂质构成原电池 Cu2＋＋2e－===Cu
I.(1)甲装置中，金属A不断溶解说明该装置构成了原电池，且A失电子发生氧化反应而作负极，B作正极；
（2）乙中C的质量增加，说明C上铜离子得电子发生还原反应，则C作原电池正极，B作负极；
（3）丙装置中A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应而作正极，D作负极，通过以上分析知，四种金属活动性强弱顺序是D＞A＞B＞C；
II．锌比铜活泼，能与稀硫酸反应，铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，乙没有形成闭合回路，不能形成原电池，甲形成闭合回路，形成原电池，根据原电池的组成条件和工作原理解答该题。
I.(1)该装置中，金属A不断溶解说明A失电子发生氧化反应生成金属阳离子进入溶液而作负极，B作正极，装置甲中负极的电极反应式是： A－2e－===A2＋ ；
(2)乙装置中，C的质量增加说明C电极上铜离子得电子发生还原反应，则C作正极，阳离子向正极移动，装置乙中正极的电极反应式是 Cu2＋＋2e－===Cu ；丙装置中A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应而作正极，D作负极，通过以上分析知，四种金属活动性强弱顺序是D＞A＞B＞C；
II．（1）A、铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，甲烧杯中铜片表面有气泡产生，故A错误；
B、没有形成闭合回路，不能形成原电池，故B错误；
C、两烧杯中硫酸都参加反应，氢离子浓度减小，故C正确；
D、甲能形成原电池反应，较一般化学反应速率更大，所以产生气泡的速率甲中比乙中快，故D错误；
故选C。
（2）在甲实验中，某同学发现不仅在铜片上有气泡产生，而且在锌片上也产生了气体，是由于锌片不纯，在锌片上形成原电池导致；
（3）在甲实验中，如果把硫酸换成硫酸铜溶液，Cu2＋在正极上得电子被还原产生Cu，电极反应式为Cu2＋+2e－=Cu。
13．(1)
(2) 64
(3) 阳离子
（1）稀硫酸原电池中，比活泼，则作负极，作正极，正极电极反应式：个；电子从负极流向正极，即从流向，故答案为：；Zn；Cu；
（2）①根据放电总反应式：和负极电极反应式：，得正极电极反应式：，故答案为：；
②铅酸蓄电池放电一段时间，当转移电子时，根据，正极质量将增大，故答案为：64；
（3）假设三种金属质量都是时，这三种金属转移电子物质的量分别为、，则分别作为电极时“理论比能量”由大到小的顺序为；正极上氧气得电子和水反应生成，因为是阴离子交换膜，所以阳离子不能进入正极区域，则正极反应式为；负极上失电子生成，为防止负极区沉积，则负极区溶液不能含有大量，所以宜采用中性电解质及阳离子交换膜，故答案为：；；阳离子。
14． Ⅲ 左端液柱降低。右端液柱升高 放热 产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段水柱 可能是放热反应 NH4NO3 “I”或“Ⅱ” 放热
(1)装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应放热还是吸热；装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能证明该反应是放热反应还是吸热反应，
故答案为Ⅲ；
(2)氢氧化钡与硫酸反应属于中和反应，中和反应都是放热反应，所以锥形瓶中气体受热膨胀，导致U形管左端液柱降低，右端液柱升高，
故答案为左端液柱降低，右端液柱升高；放热；
(3))①若M为钠，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，该反应为放热反应，放出的热量使大试管中温度升高，气体压强增大，所以右边烧杯中有气泡产生，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段水柱，
故答案为放热；产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段水柱；
②若观察到烧杯里产生气泡，说明M溶于水可能放出热量，由于放热反应一定属于化学变化，而有热量放出不一定为化学变化，所以不一定属于放热反应，某些物质(如氢氧化钠)溶于水放热，但不是化学反应，
故答案为可能是放热反应；
③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，说明装置中气体的压强减小，则M可能是硝酸铵，硝酸铵溶于水，吸收热量，温度降低，气体压强减小，
故答案为NH4NO3；
(4)至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应(4KO2+2H2O═4KOH+3O2↑)是放热反应还是吸热反应：方法①：选择上述装置Ⅰ(或Ⅱ)进行实验，Ⅰ装置右边U形管中左端液柱降低，右端液柱升高(或烧杯中导管中有气泡放出)，证明该反应为放热反应；
故答案为Ⅰ(或Ⅱ)；
方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到棉花燃烧，则说明该反应放出大量热，使棉花燃烧，证明该反应是放热反应，
故答案为放热。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)