6.1 化学反应与能量变化 同步练习（含答案）2024-2025学年高一化学人教版（2019）必修2

第一节　化学反应与能量变化
课题1　化学反应与热能
1 化学反应中物质变化和能量变化如图所示。若E1>E2，则下列反应符合该图的是(　　)
A. NaOH溶液与稀盐酸的反应
B. 锌与稀盐酸的反应
C. 消石灰与氯化铵固体的反应
D. 一氧化碳在空气中的燃烧反应
2 下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是(　　)
① ② ③ ④
A. 图①温度计的水银柱上升
B. 图②中反应物总能量大于生成物总能量
C. 图③中反应开始后，针筒活塞向右移动
D. 图④中反应开始后，甲处液面低于乙处液面
3 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
4 科学家用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：
下列说法正确的是(　　)
A. CO和O生成CO2是吸热反应
B. 在该过程中，CO断键形成C和O
C. CO和O形成了具有极性共价键的CO2
D. 状态Ⅰ―→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
5 (2024南京一中月考)下列说法正确的是(　　)
甲 乙 丙 丁
A. 图甲表示Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应过程中的能量变化
B. 图乙表示石墨变成金刚石的能量变化，说明金刚石比石墨稳定
C. 图丙表示等质量的白磷固体和红磷固体分别完全燃烧的能量变化，前者放出的热量多
D. 图丁表明反应物断裂旧键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量
6 化学反应与能量变化的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
图1 图2
A. 盐酸和NaHCO3反应的能量变化符合图1
B. 铝片和盐酸反应的能量变化符合图2
C. 断裂旧键所吸收的能量即反应物的总能量，形成新键所放出的能量即生成物的总能量
D. 发生图2能量变化的反应，可能不需要加热也能发生
7 (2024盐城响水中学期中)在25 ℃、101 kPa下，1 mol白磷(P4)完全燃烧放出的热量和4 mol红磷(P)完全燃烧放出的热量关系如图所示。由此判断，下列说法正确的是(　　)
A. 由红磷转化为P2O5是吸热反应
B. 白磷比红磷稳定
C. 由红磷转化为白磷是吸热反应
D. 等质量的红磷比白磷完全燃烧放出的热量多
8 现代社会的一切活动都离不开能量，化学反应在发生物质变化的同时伴随能量的变化。
(1) 下列反应中，属于放热反应的是________(填字母)。
A. 盐酸与NaHCO3 B. Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应
C. Zn和稀硫酸反应 D. KOH溶液和稀硝酸反应
(2) 由图中的能量转化关系可知，生成16 g CH3OH(l)需要________(填“吸收”或“放出”)________kJ能量。
(3) 如图为1 mol N2(g)和1 mol O2(g)充分反应生成2 mol NO(g)的能量变化图。若断裂1 mol NO分子中的化学键，需要吸收________能量。该反应中反应物所具有的总能量________(填“高于”“低于”或“等于”)生成物所具有的总能量。
(4) 某实验小组为了探究化学能与热能的转化，设计了如图所示的三套实验装置：
　　　
①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)，在甲试管中加入了适量Ba(OH)2溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是_______________
________________。
②3个装置中，能探究“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的装置是________(填序号)。
9 现代社会生活离不开能量。
(1) 冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用__________(填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。
(2) “即热饭盒”给人们生活带来方便，它可利用下面________(填字母)反应释放的热量加热食物。
A. 生石灰和水
B. Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl
(3) 天然气的主要成分是甲烷，它是一种清洁能源。甲烷燃烧是________(填“放热”或“吸热”)反应，其能量变化可用图________(填字母)表示。
A B
(4) 制备氮化硅陶瓷材料的反应如下：SiO2＋C＋N2Si3N4＋CO(未配平，放热反应)。该反应过程中，断裂旧化学键吸收的总能量________(填“>”“<”或“＝”)形成新化学键释放的总能量。
课题2　化学反应与电能
1 将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，下列有关叙述正确的是(　　)
甲 　　　　　乙
A. 两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B. 甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C. 两烧杯中溶液的pH均增大
D. 甲产生气泡的速率比乙慢
2 某兴趣小组模拟纸电池进行实验(如图)。下列有关说法正确的是(　　)
A. Zn为正极
B. 工作时，Cu电极发生氧化反应
C. 工作时，电子经外电路由Cu流向Zn
D. 工作一段时间后Cu电极质量增加
3 MgH2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，电池反应式为Mg＋H2O2===Mg(OH)2，原理如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是(　　)
A. Mg电极是该电池的正极
B. H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C. 石墨电极附近溶液的pH增大
D. 溶液中Cl－向正极移动
4 某原电池的总反应的离子方程式为2Fe3+＋Fe===3Fe2+，不能实现该反应的原电池是(　　)
选项 正极 负极 电解质溶液
A Cu Fe FeCl3溶液
B C Fe Fe(NO3)3溶液
C Fe Zn Fe2(SO4)3溶液
D Ag Fe Fe2(SO4)3溶液
5 高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池可长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋4KOH＋2Fe(OH)3，下列叙述错误的是(　　)
A. 放电时，负极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
B. 放电时，每转移3 mol电子，正极1 mol K2FeO4被氧化
C. 该电池为二次电池
D. 放电时，正极附近溶液的碱性增强
6 如图是某同学设计的原电池装置，下列说法正确的是(　　)
A. 电极Ⅰ上发生氧化反应
B. 电极Ⅱ的电极反应式为Cu＋2e－===Cu2+
C. 该原电池的总反应式为Fe3+＋Cu===Cu2+＋Fe2+
D. 盐桥中装有含氯化钾饱和溶液的琼胶，其作用是形成闭合回路、平衡电荷
7 如图所示装置，下列说法错误的是(　　)
　
A. 在①装置中锌棒逐渐变细，铜棒质量无变化
B. 在②装置中锌棒逐渐变细，铜棒逐渐变粗
C. ②装置实现了化学能到电能的转化
D. 在①②装置中锌棒均被氧化
8 X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如图所示装置，实验中电流表指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y、Z可能是(　　)
编号 X Y Z
A Zn Cu 稀硫酸
B Ag Zn 硝酸银溶液
C Cu Ag 硫酸铜溶液
D Cu Zn 稀硫酸
9 某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：
编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向
1 Mg、Al 稀盐酸 偏向Al
2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu
3 Al、石墨 稀盐酸 偏向石墨
4 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg
根据上表中记录的实验现象，回答下列问题。
(1) 实验1、2中，Al电极的作用________(填“相同”或“不相同”)。
(2) 实验3中，铝作________极，电极反应式为Al－3e－===Al3+；石墨作________极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；电池总反应为________________
______________________________________________________________________。
(3) 实验4中，Al作________极，原因是________________________________
______________________________________________________________________。
写出铝电极的电极反应式：_______________________________________________。
(4) 根据以上实验结果，在原电池中相对活泼的金属作正极还是作负极受到哪些因素的影响？______________________________________________________
______________________________________________________________________。
10 (2023淮安淮阴中学阶段测试)某兴趣小组同学将锌片和铜片插入相同浓度的稀硫酸中，按如图所示装置进行实验，实验结束后，在实验报告上记录信息如表。
a 甲、乙均能将化学能转化为电能
b 甲中锌作负极，乙中铜作正极
c 甲、乙中溶液的c(H＋)均减小
d 若将稀硫酸换为CuSO4溶液，则甲、乙中铜片的质量均增加
　
甲　 　　　　　乙
请回答下列问题。
(1) 实验报告中记录合理的是______(填字母，下同)。
(2) 构成原电池的装置中，正极反应式为__________________________，溶液中的SO向________(填“正极”或“负极”)移动。
(3) 当甲中溶液质量增加3.15 g时，生成的氢气在标准状况下的体积为__________。
(4) 对甲、乙装置进行如下改变后，可形成原电池的是__________(填字母)。
a. 甲中铜片换成锌片
b. 乙中锌片和铜片相互倾斜至上端接触
11 按要求完成下列各题。
(1) 某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置如图所示。
①若电极a为Zn、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸，该装置工作时，SO向________(填“a”或“b”)极移动，正极反应式为______________________。
②若电极a为Fe、电极b为Ag、电解质溶液为硝酸银溶液，该原电池工作时，原电池的负极材料为________，电子沿导线向________(填“a”或“b”)极移动。
(2) 根据反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，设计一个原电池。正极反应式为_______________________________________________，负极材料为______，选用电解质溶液为________________________________________________________。
12 原电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。
Ⅰ. 如图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。
(1) 图a中反应的离子方程式为__________________________。
(2) 写出图b中的电极反应：__________________________________________，Sn极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3) 图c中被腐蚀的金属是________，比较图a、b、c中纯铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是________(填字母)。
a b c
Ⅱ. 依据氧化还原反应：Cu＋2Fe3+===2Fe2+＋Cu2+ 设计的原电池如图所示。
(1) 电极X的材料是________；电解质溶液Y是__________。
(2) Ag电极上发生的反应为_________________________。
(3) 针对上述原电池装置，原电池工作时，下列说法错误的是________(填字母)。
A. 总反应：Cu＋2Fe3+===2Fe2+＋Cu2+
B. X电极流出电子，发生氧化反应
C. 银电极上发生氧化反应
D. 阴离子向Ag极移动
第一节　化学反应与能量变化
课题1　化学反应与热能
1. C　2. C　3. A　4. C　5. C　6. D　7. C
8. (1) CD　(2) 放出　45.5　(3) 632 kJ　低于
(4) ①左端液面降低，右端液面升高　②Ⅰ、Ⅱ
9. (1) 吸热　(2) A　(3) 放热　A　(4) <
课题2　化学反应与电能
1. C　2. D　3. C　
4. C　Zn的金属活动性比Fe强，则Zn作负极，Fe作正极，电解质为Fe2(SO4)3溶液，不能实现反应：2Fe3+＋Fe===3Fe2+，C不符合题意。
5. B　放电时，Fe元素由＋6价下降到＋3价，每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被还原，B错误；放电时，K2FeO4→Fe(OH)3，Fe元素由＋6价降低到＋3价，得到电子，正极反应式为FeO＋3e－＋4H2O===5OH－＋Fe(OH)3，正极附近溶液的碱性增强，D正确。
6. D　7. B　8. B
9. (1) 不相同　
(2) 负　正　2Al＋6H＋===2Al3+＋3H2↑
(3) 负　铝能与NaOH溶液反应，而镁不能与NaOH溶液反应　Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－
(4) 金属本身的还原性、电解质溶液的成分
10. (1) c
(2) 2H＋＋2e－===H2↑　负极
(3) 1.12 L
(4) b
11. (1) ①a　2H＋＋2e－===H2↑　②Fe　b
(2) Fe3+＋e－===Fe2+　Cu　FeCl3溶液
12. Ⅰ. (1) Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑　(2) Fe－2e－===Fe2+、2H＋＋2e－===H2↑　 增大　(3) Zn　b>a>c
Ⅱ. (1) Cu　FeCl3(可溶性铁盐，答案合理即可)
(2) Fe3+＋e－===Fe2+　(3) CD