2020-2021学年高一化学下学期人教版（2019）必修第二册第六章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化课时训练

2020-2021学年度高一化学第二学期人教版（2019）必修第二册第六章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化课时训练
一、选择题
1．下列说法正确的是( )
A．放热反应都不需要加热就能发生
B．灼热的碳与二氧化碳的反应是放热反应
C．由C(石墨)
C(金刚石)可知，金刚石比石墨稳定
D．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多
2．如图表示化学反应过程中的能量变化，据图判断下列说法中合理的是( )
A．氯化铵和氢氧化钡晶体反应，其能量变化符合图1
B．0.1mol溶液和0.1mol溶液的反应符合图2，且吸收热量为
C．0.1mol HCl溶液和0.1mol NaOH溶液的反应符合图1，且放出热量为
D．发生图1能量变化的任何反应，一定不需要加热即可发生
3．已知化学反应的能量变化如图所示，下列叙述正确的是( )
A．每生成2分子吸收能量
B．该反应属于吸热反应
C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D．断裂键和键，放出能量
4．反应(石墨)(金刚石)是吸热反应，下列说法不正确的是( )
A．金刚石和石墨是不同的单质
B．金刚石和石墨可以相互转化
C．石墨比金刚石更稳定
D．相同质量的石墨比金刚石的能量高
5．研究人员发现某种物质在催化剂的作用下适于作汽车燃料，其特点是来源广泛、环境污染小。下列有关该物质燃烧的能量变化示意图正确的是( )
A． B．
C． D．
6．某鱼雷采用动力电池，以溶解有氢氧化钾的流动海水为电解液，电池反应为，下列说法正确的是( )
A．为电池的负极
B．在电池反应中被氧化
C．该电池将电能转化为化学能
D．工作一段时间后溶液的碱性增大
7．下列有关原电池的说法中，正确的是
A．铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，铝片作负极
B．铁片和铜片用导线连接后插入浓硝酸中，铁作负极
C．镀锌铁和镀锡铁的镀层破损后，前者较易被腐蚀
D．将反应2Fe3+＋Fe = 3Fe2+设计为原电池，可用锌片作负极，铁片作正极，FeCl3溶液作电解质
8．燃料电池是目前电池研究的热点之一、现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是( )
A．外电路中电子由a流向b
B．b极反应式是
C．总反应式为
D．使用过程中电解质溶液的浓度逐渐减小
9．氨硼烷()电池可在常温下工作，装置如图所示。该电池工作时的总反应为。下列说法正确的是( )
A．正极附近溶液的pH减小
B．电池工作时，通过质子交换膜向负极移动
C．消耗氨硼烷，理论上有电子通过内电路
D．电池负极反应式为
10．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为和，电解质溶液为溶液，总反应式为。下列说法不正确的是（ ）。
A．原电池放电时，负极上发生反应的物质是
B．负极的电极反应是
C．工作时，负极区溶液碱性减弱，正极区溶液碱性增强
D．溶液中的向正极移动
11．关于化学电源的叙述中错误的是
A．化学电源是根据原电池的工作原理设计的
B．在干电池中，碳棒只起导电作用，并不参加化学反应
C．镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限，价格昂贵
D．氢氧燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源
12．下列说法中正确的是( )
①燃料电池的反应物可不储存在电池的内部
②锌锰干电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池
③锂电池是新一代可充电电池
④燃料电池作为汽车驱动能源已研发成功
A．②③④ B．①②③④
C．①②③ D．①③④
13．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示，其中NH3被氧化为常见无毒物质。下列说法错误的是（ ）
A．溶液中OH－向电极a移动
B．电极b上发生还原反应
C．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O
D．理论上反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为3∶4
14．全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的材料，电池反应为：。下列说法错误的是
A．电池工作时，正极可发生反应：
B．电池工作时，外电路中流过电子，负极材料减重
C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D．电极b为正极
15．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列属于未来新能源标准的是
①地热能 ②煤 ③天然气 ④太阳能 ⑤生物质能 ⑥石油 ⑦风能 ⑧氢能
A．②⑤⑦⑧ B．①④⑤⑦⑧ C．④⑤⑦⑧ D．②③⑥⑦⑧
二、实验题
16．某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，在常温下，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
Al、Mg
稀盐酸
偏向Al
2
Al、Cu
稀盐酸
偏向Cu
3
Al、C(石墨)
稀盐酸
偏向石墨
4
Al、Mg
氢氧化钠溶液
偏向Mg
5
Al、Zn
浓硝酸
偏向Al
试根据上表中的实验现象回答下列问题：
(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同？__(填“是”或“否”)。
(2)由实验3完成下列填空：
①铝为__极，电极反应式：__。
②石墨为__极，电极反应式：__。
③电池总反应式：__。
(3)实验4中铝作负极还是正极？__，理由是__。写出铝电极的电极反应式：__。
(4)解释实验5中电流表指针偏向铝的原因：__。
(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：__。
三、计算题
17．用生产某些含氯有机物时会产生副产物。利用反应A可实现氯元素的循环使用。
反应A：
已知：Ⅰ．反应A中被氧化，放出的热量。
Ⅱ．
断开键与断开键所需能量相差_______。
四、原理综合题
18．现有如下两个反应：
A．
B．
(1)根据两反应本质判断，___________________________(填“A”或“B”)反应能设计成原电池。
(2)如果不能设计成原电池，原因是______________________________________________________。
(3)如果可以设计成原电池，则负极反应为_______________________________________，正极反应为_______________________________________。
(4)根据(3)中的电极反应，设计一个化学电池(给出若干导线，电极材料和电解质溶液自选)________。
要求：①标出电子流动方向；②注明负极电极材料；③写出电解质溶液。
(5)若该电池外电路中有个电子转移，则电解质溶液质量增加了________________g。
参考答案
1．D
【详解】
A．有些放热反应需要加热才能发生，如铝热反应，A错误；
B．碳与二氧化碳的反应是吸热反应，B错误；
C．由C(石墨)C(金刚石)可知，石墨转化为金刚石是吸热反应，石墨的能量低于金刚石的能量，石墨更稳定，C错误；
D．等量的硫蒸气具有的能量大于硫固体具有的能量，因此等量的硫蒸气完全燃烧时放出的热量多，D正确；
答案选D。
2．C
【详解】
A．氯化铵和氢氧化钡晶体的反应为吸热反应，能量变化符合图2，A错误；
B．0.1mol溶液和0.1mol溶液的反应为放热反应，能量变化符合图1，B错误；
C．0.1mol HCl溶液和0.1mol NaOH溶液的反应为放热反应，能量变化符合图1，且放出热量为，C正确；
D．发生图1能量变化的反应为放热反应，与反应条件无关，放热反应也可能需要加热，D错误；
答案选C。
3．B
【详解】
A．题图中各物质的计量单位为摩尔(mol)，则表明每生成2mol吸收()kJ能量，A项错误；
B．题图表明反应物的总能量低于生成物的总能量，所以该反应属于吸热反应，B项正确，
C．该反应属于吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量，C项错误；
D．题图表明断裂1mol键和1mol键吸收kJ能量，D项错误。
故选：B。
4．D
【详解】
A． 金刚石、石墨的结构不同，都是由碳元素组成的不同单质，A项正确；
B． 金刚石和石墨是不同的物质，二者在一定条件下可以相互转化，B项正确；
C． (石墨)(金刚石)是吸热反应，故相同质量的石墨比金刚石的能量低，即石墨比金刚石稳定，C项正确；
D． 由C项分析知，相同质量的石墨比金刚石的能量低，D项错误；
故选D。
5．A
【详解】
A．其反应物能量大于生成物能量，燃烧的反应为放热反应，该物质适于作汽车燃料，A正确；
B．反应物能量小于生成物能量，是个吸热反应，不适合作汽车燃料，B错误；
C．反应物能量等于生成物能量，不适合作汽车燃料，C错误；
D．反应物能量小于生成物能量，是个吸热反应，而且用了催化剂以后活化能更高，不适合作汽车燃料，D错误；
故选Ａ。
6．B
【详解】
A．中的银离子得到电子，化合价降低，发生的是还原反应，则是电池的正极，A错误；
B．在反应中，失去电子，化合价升高，发生的是氧化反应，则被氧化，B正确；
C．电池是将化学能转化为电能的装置，C错误；
D．从电极反应式来看，参与了化学反应，随着反应的进行，溶液中的浓度逐渐减小，则溶液的碱性逐渐减小，D错误；
故选B。
7．A
【详解】
A．由Al、Mg、NaOH组成的原电池，Al做负极失电子生成AlO2-，A项正确；
B．由Fe、Cu、浓硝酸组成的原电池，Fe遇到浓硝酸会钝化，Cu与浓硝酸反应失电子，Cu作负极，B项错误；
C．镀锌铁镀层破损后Fe作正极被保护，镀锡铁的镀层破损后Fe作负极被腐蚀，后者较易被腐蚀，C项错误；
D．将反应2Fe3++Fe═3Fe2+设计为原电池，Fe作负极，活泼性比Fe弱的作正极，所以不能用Zn作负极，D项错误；
答案选A。
【点睛】
掌握原电池的工作原理及应用为该题的解题突破口，书写电极反应式要注意电解质溶液的酸碱性，如本题A选项中Al在碱性溶液中以AlO2-形式存在。
8．B
【详解】
A．通入氢气的电极作负极，a为负极，b为正极，电子由a经外电路流向b，A正确；
B．b极为正极，氧气得电子发生还原反应，反应式是，B错误；
C．总反应为氢气和氧气反应生成水，总反应式为，C正确；
D．使用过程中不断生成水，电解质溶液碱性减弱，所以电解质溶液的浓度逐渐减小，D正确；
故选B。
9．D
【详解】
A．根据电池总反应可知，正极上发生还原反应；，正极附近减小，溶液pH增大，A项错误；
B．原电池工作时，阳离子向正极移动，故通过质子交换膜向正极移动，B项错误；
C．转化为，N的化合价不变，B的化合价升高，根据，可知，消耗氨硼烷，反应中转移电子，但电子不通过内电路，C项错误；
D．根据电池总反应，负极上氨硼烷发生氧化反应：，D项正确；
故选D。
10．D
【详解】
A. 根据总反应，分析各物质化合价发生的变化可知，Zn为负极，故A正确；
B. Ag2O为正极，锌为负极，电解质溶液为KOH溶液，所以负极的电极反应式为，故B正确；
C. 正极的电极反应式为，在负极区OH-被消耗，溶液碱性减弱，pH减小，正极区生成OH-，溶液碱性增强，pH增大，故C正确；
D. 原电池中阴离子向负极移动，所以溶液中的OH-向负极移动，故D错误；
故选D。
11．C
【详解】
A.化学电源均是根据原电池的工作原理设计的，A正确；
B.在干电池中，碳棒为正极，正极上是二氧化锰得电子的反应，碳棒不参与化学反应，B正确；
C.因为废旧的镍镉电池有腐蚀性和污染性，不能随意丢弃，C错误；
D.燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源，D正确。
故合理选项是C。
12．B
【详解】
①燃料电池的反应物可不储存在电池的内部，可以储存在外部，①正确；
②锌锰干电池是一次电池，铅蓄电池可充放电，是二次电池，②正确；
③锂电池是新一代可充电电池，③正确；
④燃料电池作为汽车驱动能源已研发成功，④正确。
全部正确，答案选B。
13．D
【解析】
NH3被氧化为常见无毒物质即N2，则氨气在负极失去电子，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，在正极氧气得电子，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH_，氢氧根离子在正极产生，在负极消耗，则溶液中OH-向电极a移动，A正确；电极b上发生还原反应，B正确；负极的电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，C正确；由得失电子守恒计算，理论上反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4：3，D错误。答案选D。
14．D
【详解】
A.原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，正极产物依次发生如下转化：，则正极可发生反应，选项A正确；
B．该电池工作时，每转移电子，负极有(质量为0.14g)Li被氧化为，则负极质量减少，选项B正确；
C．石墨烯能导电，用石墨烯做电极，可提高电极a的导电性，选项C正确；
D．电极b的电极反应为，发生氧化反应，故电极b为负极，选项D错误。
答案选D。
【点睛】
该题以新型化学电源为载体考查了原电池正、负极的判断，电极反应式的书写等知识点，考查了考生运用原电池的工作模型分析解决实际问题的能力，较好地发展了考生模型认知的化学学科核心素养。
15．B
【详解】
煤、石油、天然气是化石能源，不可再生，不是新能源；常见未来新能源有：太阳能、地热能、潮汐能、风能、氢能、生物质能等，这些能源对环境污染小，属于环境友好型能源，即符合条件的是①④⑤⑦⑧，答案选B。
16．否 负 2Al-6e-=2Al3+ 正 6H++6e-=3H2↑ 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 负极 在NaOH溶液中，活动性Al>Mg Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应，被氧化，即在浓硝酸中，活动性Zn>Al，Al是原电池的正极 另一个电极材料的活动性；电解质溶液
【详解】
(1)实验1、2中Al所作的电极不相同；
故答案为：否。
(2)①由实验3电流表指针偏向石墨，是负极，石墨是正极，电极反应式：2Al-6e-=2Al3+；
故答案为：负；2Al-6e-=2Al3+。
②是负极，石墨是正极，化学反应是失去电子被氧化为，盐酸中的得到电子被还原为，电极反应式：6H++6e-=3H2↑；
故答案为：正；6H++6e-=3H2↑。
③总反应式为：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑；
故答案为：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑。
(3)实验4中在溶液中活动性，则是负极，是正极；铝电极的电极反应式：Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O；
故答案为：；在NaOH溶液中，活动性Al>Mg；Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O。
(4) 在浓硝酸中钝化，在浓硝酸中被氧化，即在浓硝酸中活动性，是负极，是正极，所以在实验5中电流表指针偏向铝；
故答案为：Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应，被氧化，即在浓硝酸中，活动性Zn>Al，Al是原电池的正极。
(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素为：另一个电极材料的活动性和电解质溶液；
故答案为：另一个电极材料的活动性；电解质溶液。
17．34
【详解】
设断开键所需吸收的能量为，断开键所需吸收的能量为，则有，化简得，即断开键与断开键所需吸收的能量相差。答案为：34。
18．B A反应是非氧化还原反应，没有电子的转移 28
【详解】
(1)原电池反应必须是自发进行的氧化还原反应，A反应中各元素化合价不变，所以不是氧化还原反应，不能设计成原电池；B反应中中Fe的化合价由+3变为+2。单质铁中Fe的化合价由0变为+2，所以有电子转移，能设计成原电池，故本题答案为：B；
(2)根据(1)知，A反应是非氧化还原反应，没有电子的转移，所以A反应不能设计成原电池，故本题答案为：A反应是非氧化还原反应，没有电子的转移；
(3)负极发生氧化反应，电极反应为；正极发生还原反应，电极反应为，故本题答案为：；；
(4)可以用活泼的金属Fe做负极，石墨做正极，电解质溶液为氯化铁溶液，电子从负极流向正极，要形成闭合回路，原电池设计图可表示为，故本题答案为：；
(5)由电极反应可知，若导线上转移电子，则电解质溶液增重，所以外电路中有个电子转移时，即转移电子，电解质溶液增重，故本题答案为：28。
【点睛】
能够形成原电池的条件是：1、能发生氧化还原反应；2、有电解质溶液；3、能形成闭合回路；4、有活泼性不同的正负极材料。