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第六章第一节 化学反应与能量变化训练题2021-2022学年高一化学人教版（2019）必修第二册
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这是一份第六章第一节 化学反应与能量变化训练题2021-2022学年高一化学人教版（2019）必修第二册，共16页。试卷主要包含了单选题，填空题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（15题）
1．下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是
A．铝片与稀反应B．与的反应
C．灼热的炭与反应D．甲烷在中的燃烧反应
2．在相同条件下，质量相等的两份氢气和足量的氧气充分反应，分别生成液态水(反应①)和水蒸气(反应②)。下列说法正确的是
A．反应①放出的热量多B．反应②放出的热量多
C．反应①、②放出的热量一样多D．无法比较反应①、②放出的热量
3．、两根金属棒插入溶液中构成如图所示装置，实验中电流表指针发生偏转，同时棒变粗，棒变细，则、、溶液可能是下列中的
A．AB．BC．CD．D
4．某原电池的结构如图所示，下列说法错误的是
A．Zn为该原电池的负极，发生氧化反应
B．Cu电极上的反应为Cu2++2e-=Cu
C．电子由Zn电极流出，经过溶液流入Cu电极
D．反应一段时间后，溶液的蓝色变浅
5．将铜片和锌片用导线和电流计连接后，浸入一定浓度的稀硫酸中，如图所示，下面有关说法正确的是
A．Zn是正极，Cu是负极
B．电子从Cu片经导线流向Zn片
C．Zn极有铜析出
D．Cu极上有气泡产生
6．如图所示装置中观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，指针指向M，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的组合是
A．AB．BC．CD．D
7．一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的原理及电池中发生的主要反应如图所示。下列说法正确的是
A．电池工作时，光能转变为电能，Y为电池的负极
B．镀铂导电玻璃的作用是传递
C．电解质溶液中发生反应：
D．电池的电解质溶液中和的浓度均几乎不发生变化
8．一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极，两电极插入KOH溶液中，向两极分别通入乙烷和氧气，其中一电极反应式为C2H6＋18OH--14e-=2＋12H2O。有关此电池的推断正确的是
A．通入氧气的电极为正极，电极反应式为2H2O＋O2＋4e-=4OH-
B．电池工作过程中，溶液的OH-浓度减小，pH逐渐增大
C．电解质溶液中的OH-向正极移动，K+向负极移动
D．正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为2∶7
9．已知反应X＋Y=M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是
A．X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量
B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行
C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
10．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的c(H＋)均减小D．产生气泡的速率甲比乙慢
11．某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是
A．反应过程可表示为
B．E1为反应物的总能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能
C．正反应的热效应ΔH=E1-E2＜0，所以正反应为放热反应
D．此图中逆反应的热效应ΔH=E1-E2＜0，所以逆反应为放热反应
12．南京工业大学IAM团队将蚕茧炭化形成氮掺杂的高导电炭材料，该材料作为微生物燃料电池的电极具有较好的生物相容性，提升了电子传递效率。利用该材料制备的微生物电池可降解污水中的有机物(CH3CHO为例)，其装置原理如图所示。下列判断错误的是
A．该微生物电池在处理废水时还能输出电能
B．该微生物电池工作时，电流由b极经负载流到a极
C．该微生物电池原理图中的离子交换膜为阴离子交换膜
D．该微生物电池的负极反应为
13．随着各地“限牌”政策的推出，电动汽车成为汽车界的“新宠”。某全电动汽车使用的是钴酸锂()电池，其工作原理如图所示。其中A极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作金属锂的载体)，电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式为。下列说法中不正确的是
A．该隔膜只允许通过，放电时从左边流向右边
B．放电时，正极锂元素的化合价未发生改变
C．B极放电时的电极反应式为
D．废旧钴酸锂()电池进行“放电处理”，让进入石墨中而有利于回收
14．中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，可以利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如图所示，下列说法错误的是
A．上述过程中，反应物的总能量小于生成物的总能量
B．上述过程中，太阳能转化为化学能
C．过程Ⅰ释放能量，过程Ⅱ吸收能量
D．过程Ⅲ属于氧化还原反应
15．一种高性能的直接硼氢燃料电池如图所示，其总反应为，该电池工作时，下列说法正确的是(已知阴离子交换膜只允许阴离子通过)
A．电子由Pt电极经NaOH溶液流向石墨电极
B．负极的电极反应为
C．透过阴离子交换膜向石墨电极迁移
D．外电路通过0.4 ml电子时，有在石墨电极上参与反应
二、填空题（4大题）
16．利用生活中或实验室中的常用物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计一个原电池。
请填写下列空白：
(1)实验原理：。
(2)实验用品：电极_______、_______，稀硫酸、导线、烧杯、耳机(或电流计)。
(3)①按如图所示装置连接好实验仪器，这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓……”的声音。其原因是在原电池中化学能转化为_______，在耳机中_______又转化为声波这种能量。
②在该原电池中，在___极发生了___反应，在___极发生了___反应。
17．化学电源在生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问题：
(1)根据构成原电池的本质判断，下列化学反应方程式正确且能设计成原电池_______
A.= B. =
C.= D.=
(2)为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如图两个实验。有关实验现象，下列说法正确的是：_______。
A.图I中温度计的示数高于图II的示数
B.B.图I和图II中温度计的示数相等，且均高于室温
C.图I和图II的气泡均产生于锌棒表面
D.图II中产生气体的速度比I慢
(3)电动汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状态铜的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解质溶液。放电时总反应为：=
①写出放电时正极的电极反应式：_______；
②铅蓄电池放电时，负极质量将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。当外电路上有2ml电子通过时，溶液中消耗H2SO4的物质的量为_______。
18．已知A、B、C、D均为气体，其能量变化如图：
(1)若E1(2)有关反应A＋B＝C＋D的说法正确的是___________。
A．反应前后原子的种类和数目一定不变
B．该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应
C．若该反应为放热反应，则不需要加热反应就一定能进行
D．反应物的总质量、总能量与生成物的总质量、总能量均相等
19．锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4，溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。 回答下列问题：
（1）外电路的电流方向是由________极流向________极(填字母)。
（2）电池正极反应式为___________________________________。
（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________。
（4）MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_______________________________________________。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为___________。
编号
溶液
A
稀硫酸
B
硝酸银溶液
C
硫酸铜溶液
D
稀硫酸
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸溶液
B
铜
铁
稀盐酸溶液
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
参考答案
1．C
【详解】
A．铝片与稀H2SO4的反应为放热反应，故A不符合题意；
B．与的反应为吸热反应，但不属于氧化还原反应，故B不符合题意；
C．灼热的炭与CO2的反应中C元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，且为吸热反应，故C符合题意；
D．甲烷在中的燃烧反应是放热反应，故D不符合题意。
答案选C。
2．A
【详解】
相同物质的液态时能量小于气态时的能量，而氢气和氧气反应又为放热反应，故生成液态时放出的能量多，故选A。
3．B
【详解】
A．锌、铜在稀硫酸中构成原电池，X棒为活泼金属锌，做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，X棒变细，故A不符合题意；
B．锌、银在硝酸银溶液中构成原电池，X棒为不活泼金属银，做原电池的正极，银离子在正极得到电子发生还原反应生成银，X棒变粗，Y棒为活泼金属锌，做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，Y棒变细，故B符合题意；
C．铜、银在硫酸铜溶液中构成原电池，铜的金属性强于银，X棒为金属铜，做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成铜离子，X棒变细，故C不符合题意；
D．锌、铜在稀硫酸中构成原电池，X棒为不活泼金属铜，做原电池的正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，X棒没有变化，故D不符合题意；
故选B。
4．C
【详解】
A．该原电池中，锌失去电子，作负极，发生氧化反应，故A正确；
B．该原电池，铜作正极，铜离子在铜电极得到电子发生还原反应，Cu电极上的反应为Cu2++2e-=Cu，故B正确；
C．原电池工作时，电子由负极锌电极流出，经导线流向正极铜电极，电子不能进入到溶液中，故C错误；
D．反应一段时间后，溶液中的铜离子以单质的形式析出，所以溶液的蓝色变浅，故D正确；
答案选C。
5．D
【详解】
A．将铜片和锌片用导线和电流计连接后，浸入一定浓度的稀硫酸中构成原电池，由于金属性Zn＞Cu，则Zn是负极，Cu是正极，A错误；
B．Zn是负极，Cu是正极，电子从Zn片经导线流向Cu片，B错误；
C．Zn是负极，Zn溶解，没有铜析出，C错误；
D．Cu是正极，正极上氢离子放电，则Cu极上有气泡产生，D正确；
答案选D。
6．C
【分析】
电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，说明M、N与池中液体构成了原电池。N棒变细，作负极，M棒变粗，说明溶液中的金属阳离子在M极上得到电子，生成金属单质，M变粗，M做原电池的正极。
【详解】
A．如果是锌、铜、稀硫酸构成原电池，则电池总反应式为Zn+2H＋=Zn2++H2↑，Zn作负极， M极变细，A项错误；
B．如果是铁、铜、稀盐酸构成原电池，电池总反应式为Fe+2H＋= Fe2++H2 ↑，则铁是负极，铜棒M 是不会变粗的，B项错误；
C．如果是银、锌、硝酸银溶液构成原电池，电池总反应式为 Zn+2Ag+=Zn2++2Ag，则锌是负极，N棒变细，析出的银附在银上，M棒变粗，C项正确；
D．如果是锌、铁、硝酸铁溶液构成原电池，电池总反应式为Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+，Zn作负极，M极变细，D项错误；
答案选C。
7．D
【分析】
由图中电子的移动方向可知，电极X为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应为：2Ru2+-2e-=2Ru3+，Y 电极为原电池的正极，电解质为I-和I3-的混合物，在正极上得电子被还原，正极反应为+2e-=3I-。
【详解】
A． 电池工作时，光能转变为电能，由图电子的移动方向可知，电极X为原电池的负极， A错误；
B．电池工作时，镀铂导电玻璃电极为原电池的正极，正极上发生还原反应，则镀铂导电玻璃的作用是作正极材料， B错误；
C．电池工作时，负极反应为2Ru2+-2e-=2Ru3+，正极反应为+2e-=3I-，又Ru2+和Ru3+，和I-相互转化，所以电解质溶液未发生反应，C错误；
D．由电池中发生的反应可知，在正极上得电子被还原为I-，后又被氧化为，和I-相互转化，电池的电解质溶液中和的浓度均几乎不发生变化，D正确；
答案选D。
8．A
【分析】
燃料电池中发生的反应一般是燃料和氧气的氧化还原反应，通入氧气的一极为正极，通入燃料的一极为负极。
【详解】
A．根据题目已知：其中一电极反应式为C2H6＋18OH--14e-=2＋12H2O可知，通入乙烷的一极为负极，则通入氧气的一极为正极，在碱性溶液中，正极电极反应式为2H2O＋O2＋4e-=4OH-，故A正确；
B．电池工作的总反应为：2C2H6+7O2+8OH-=4+10H2O，消耗了OH-，OH-浓度减小，溶液的pH逐渐降低，故B错误；
C．在原电池内部，阳离子移向正极，阴离子移向负极，所以OH-向负极移动，K+向正极移动，故C错误；
D．正极上参加反应的气体为氧气，负极上参加反应的气体为乙烷，根据总反应方程式：2C2H6+7O2+8OH-=4+10H2O，正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为7∶2，故D错误；
故选A。
9．D
【详解】
A．X＋Y=M＋N为吸热反应，X和Y的总能量一定低于M和N的总能量，故A错误；
B．化学反应的吸放热与反应条件无关，有些吸热反应不需要加热就能进行，故B错误；
C．吸热反应，破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量，故C错误；
D．X＋Y=M＋N为吸热反应，X和Y的总能量一定低于M和N的总能量，故D正确；
选D。
10．C
【详解】
A．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，铜是正极，铜片表面均有氢气产生，故A错误；
B．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，铜是正极；乙中铜、锌没有连接，不构成原电池，故B错误；
C．两烧杯中都发生反应，溶液的c(H＋)均减小，故C正确；
D．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，产生气泡的速率甲比乙快，故D错误；
选C。
11．D
【分析】
由图可知反应物总能量大于生成物总能量，则正反应放热，反应热ΔH=E1-E2，其中E1和E2为反应的活化能，A…B…C为中间产物，为过渡态，可认为活化分子，以此解答该题。
【详解】
A．由图象可知反应过程可表示为A+BC（反应物）→[A…B…C]（过渡态）→AB+C（产物），故A正确；
B．反应物吸收一定能量成为活化分子，E1为正反应的活化能，故B正确；
C．正反应的热效应为ΔH=E1-E2，反应物总能量大于生成物总能量，则正反应放热，故C正确；
D．此图中逆反应的热效应ΔH=E2-E1＞0，为吸热反应，故D错误；
故选D。
12．C
【详解】
A．该微生物电池在处理废水时，将化学能转化为电能，能输出电能，故A正确 ；
B．根据装置图分析，a电极为原电池的负极，b电极为正极，该微生物电池工作时，电子由负极a极经负载流到正极b极，电流的流向与电子的流向相反，电流由b极经负载流到a极，故B正确；
C．由装置图可知，负极上乙醛放电生成的氢离子经离子交换膜流向正极，离子交换膜为质子交换膜，故C错误；
D．微生物电池中，a电极为电池的负极，酸性条件下乙醛在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为，故D正确。
故答案：C。
13．D
【详解】
A．A极材料是金属锂和碳的复合材料，放电时A极为负极，电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，所以该隔膜只允许通过，放电时阳离子移向正极，则从隔膜左边流向右边，故A正确；
B．放电时，正极锂元素的化合价未发生改变，钴元素化合价降低，故B正确；
C．放电时B极为正极，该电极放电时的电极反应式为，故C正确；
D．根据电池反应式可知，充电时让进入石墨中而有利于回收，故D错误；
故答案：D。
14．C
【详解】
A．由图可知，太阳能使水分解，水分解吸热，则反应物的总能量小于生成物的总能量，故A正确；
B．由图可知，太阳能使水分解，则实现了光能向化学能的转化，故B正确；
C．过程Ⅰ断键，吸收能量，过程Ⅱ中生成氢气、过氧化氢，形成化学键，过程Ⅱ放出能量，故C错误；
D．过程Ⅲ为O-H键的断裂过程生成氢气和氧气，化学反应为：2H2O2＝2H2+O2，属于氧化还原反应，故D正确；
故选C。
15．B
【详解】
A．由电池总反应及题图可知Pt为负极，石墨为正极。原电池工作时，电子由Pt电极(负极)经过导线流向石墨电极(正极)，电子不能进入NaOH溶液，A项错误；
B．Pt电极为原电池的负极，电极反应为，B项正确；
C．原电池工作时，P电极为负极，石墨电极为正极，电解质溶液中的阴离子移向负极，即透过阴离子交换膜向Pt电极迁移，C项错误；
D．正极上氧气发生得电子的还原反应，电极反应为，外电路通过0.4 ml电子时，有在石墨电极上参与反应，标准状况下的体积为，但题中未说明所处的状况，所以的体积不一定为，D项错误。
故选B。
16．铁钉(或铁条等) 铜钉(或其他的惰性电极，如铅笔芯等) 电能 电能 负 氧化 正 还原
【详解】
原电池是将化学能转化为电能的装置，活泼金属作负极，发生氧化反应，相对不活泼材料作正极，发生还原反应；
(2)实验原理：，该反应为氧化还原反应，可以设计成原电池；根据反应可知，铁失电子，发生氧化反应，做原电池的负极，所以负极材料可以为铁钉(或铁条等)；正极材料为导电材料，活泼性小于铁的金属如铜或非金属材料铅笔芯等，电解质为硫酸溶液，氢离子在正极发生还原反应，生成氢气；
(3)①原电池是化学能转化电能的装置，在耳机中电能又转化为声波这种能量，所以按如图所示装置连接好实验仪器，这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓……”的声音；
②结合(2)中分析可知，在该原电池中，在负极发生了氧化反应，在正极发生了还原反应。
17．D A = 增大 2ml
【详解】
(1)A.自发进行的氧化还原反应在理论上可以设计成原电池：=是复分解反应，不是氧化还原反应，故A错误；
B.=中的电荷不守恒，离子方程式不正确，故B错误；
C.=不是氧化还原反应，故C错误；
D.=是自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池，故D正确：
答案选D。
(2)A.图I中发生的是锌的化学腐蚀，图Ⅱ形成铜-锌原电池，图I主要将化学能转化为热能，而图Ⅱ主要将化学能转化为电能，则图I中温度计的示数高于图Ⅱ的示数，故A正确；
B.由A中分析可知，图I和图Ⅱ中温度计的示数不相等，但均高于室温，故B错误；
C.图Ⅱ中铜为正极，铜棒的表面有气泡产生，故C错误；
D.利用原电池反应可以使金属与酸的反应速率加快，故图Ⅱ中产生气体的速率比I快，故D错误。
答案选A。
(3)①依据放电时总反应为=，正极上得电子发生还原反应，生成难溶于水的，故正极反应式为=。
②依据放电时总反应为=，负极上Pb失电子发生氧化反应，产生的结合生成难溶于水的，故负极质量将增大；根据总反应，当外电路上有2ml电子通过时，溶液中消耗的物质的量为2ml。
18．吸热反应 无法比较 A
【详解】
(1)E1(2)A．化学反应遵循元素守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，A正确；
B．非氧化还原反应中也会涉及旧键断裂、新键生成，也会有热量变化，B错误；
C．放热反应也需要一定条件才能发生，如铝热反应为放热反应，但需要高温条件引发，C错误；
D．任何反应都会有热效应，反应物和生成物的总能量不可能相同，D错误；
综上所述答案为A。
19．b a MnO2+e－+Li+=LiMnO2 否 电极Li是活泼金属，能与水反应 3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O 2∶1
【详解】
(1)锂是活泼的金属，作负极，因此外电路的电流方向是由正极b流向负极a。
（2）在电池正极b上发生得到电子的还原反应，则电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2；
(3)由于负极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，所以不可用水代替电池中的混合有机溶剂。
(4)根据题意结合原子守恒、电子守恒可得方程式：3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O；K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2，根据化合价升降总数等于电子转移的数目可知：每转移2ml的电子，产生1ml的MnO2、2ml KMnO4，所以生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1。
一、单选题（15题）
1．下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是
A．铝片与稀反应B．与的反应
C．灼热的炭与反应D．甲烷在中的燃烧反应
2．在相同条件下，质量相等的两份氢气和足量的氧气充分反应，分别生成液态水(反应①)和水蒸气(反应②)。下列说法正确的是
A．反应①放出的热量多B．反应②放出的热量多
C．反应①、②放出的热量一样多D．无法比较反应①、②放出的热量
3．、两根金属棒插入溶液中构成如图所示装置，实验中电流表指针发生偏转，同时棒变粗，棒变细，则、、溶液可能是下列中的
A．AB．BC．CD．D
4．某原电池的结构如图所示，下列说法错误的是
A．Zn为该原电池的负极，发生氧化反应
B．Cu电极上的反应为Cu2++2e-=Cu
C．电子由Zn电极流出，经过溶液流入Cu电极
D．反应一段时间后，溶液的蓝色变浅
5．将铜片和锌片用导线和电流计连接后，浸入一定浓度的稀硫酸中，如图所示，下面有关说法正确的是
A．Zn是正极，Cu是负极
B．电子从Cu片经导线流向Zn片
C．Zn极有铜析出
D．Cu极上有气泡产生
6．如图所示装置中观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，指针指向M，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的组合是
A．AB．BC．CD．D
7．一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的原理及电池中发生的主要反应如图所示。下列说法正确的是
A．电池工作时，光能转变为电能，Y为电池的负极
B．镀铂导电玻璃的作用是传递
C．电解质溶液中发生反应：
D．电池的电解质溶液中和的浓度均几乎不发生变化
8．一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极，两电极插入KOH溶液中，向两极分别通入乙烷和氧气，其中一电极反应式为C2H6＋18OH--14e-=2＋12H2O。有关此电池的推断正确的是
A．通入氧气的电极为正极，电极反应式为2H2O＋O2＋4e-=4OH-
B．电池工作过程中，溶液的OH-浓度减小，pH逐渐增大
C．电解质溶液中的OH-向正极移动，K+向负极移动
D．正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为2∶7
9．已知反应X＋Y=M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是
A．X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量
B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行
C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
10．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的c(H＋)均减小D．产生气泡的速率甲比乙慢
11．某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是
A．反应过程可表示为
B．E1为反应物的总能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能
C．正反应的热效应ΔH=E1-E2＜0，所以正反应为放热反应
D．此图中逆反应的热效应ΔH=E1-E2＜0，所以逆反应为放热反应
12．南京工业大学IAM团队将蚕茧炭化形成氮掺杂的高导电炭材料，该材料作为微生物燃料电池的电极具有较好的生物相容性，提升了电子传递效率。利用该材料制备的微生物电池可降解污水中的有机物(CH3CHO为例)，其装置原理如图所示。下列判断错误的是
A．该微生物电池在处理废水时还能输出电能
B．该微生物电池工作时，电流由b极经负载流到a极
C．该微生物电池原理图中的离子交换膜为阴离子交换膜
D．该微生物电池的负极反应为
13．随着各地“限牌”政策的推出，电动汽车成为汽车界的“新宠”。某全电动汽车使用的是钴酸锂()电池，其工作原理如图所示。其中A极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作金属锂的载体)，电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式为。下列说法中不正确的是
A．该隔膜只允许通过，放电时从左边流向右边
B．放电时，正极锂元素的化合价未发生改变
C．B极放电时的电极反应式为
D．废旧钴酸锂()电池进行“放电处理”，让进入石墨中而有利于回收
14．中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，可以利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如图所示，下列说法错误的是
A．上述过程中，反应物的总能量小于生成物的总能量
B．上述过程中，太阳能转化为化学能
C．过程Ⅰ释放能量，过程Ⅱ吸收能量
D．过程Ⅲ属于氧化还原反应
15．一种高性能的直接硼氢燃料电池如图所示，其总反应为，该电池工作时，下列说法正确的是(已知阴离子交换膜只允许阴离子通过)
A．电子由Pt电极经NaOH溶液流向石墨电极
B．负极的电极反应为
C．透过阴离子交换膜向石墨电极迁移
D．外电路通过0.4 ml电子时，有在石墨电极上参与反应
二、填空题（4大题）
16．利用生活中或实验室中的常用物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计一个原电池。
请填写下列空白：
(1)实验原理：。
(2)实验用品：电极_______、_______，稀硫酸、导线、烧杯、耳机(或电流计)。
(3)①按如图所示装置连接好实验仪器，这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓……”的声音。其原因是在原电池中化学能转化为_______，在耳机中_______又转化为声波这种能量。
②在该原电池中，在___极发生了___反应，在___极发生了___反应。
17．化学电源在生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问题：
(1)根据构成原电池的本质判断，下列化学反应方程式正确且能设计成原电池_______
A.= B. =
C.= D.=
(2)为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如图两个实验。有关实验现象，下列说法正确的是：_______。
A.图I中温度计的示数高于图II的示数
B.B.图I和图II中温度计的示数相等，且均高于室温
C.图I和图II的气泡均产生于锌棒表面
D.图II中产生气体的速度比I慢
(3)电动汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状态铜的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解质溶液。放电时总反应为：=
①写出放电时正极的电极反应式：_______；
②铅蓄电池放电时，负极质量将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。当外电路上有2ml电子通过时，溶液中消耗H2SO4的物质的量为_______。
18．已知A、B、C、D均为气体，其能量变化如图：
(1)若E1
A．反应前后原子的种类和数目一定不变
B．该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应
C．若该反应为放热反应，则不需要加热反应就一定能进行
D．反应物的总质量、总能量与生成物的总质量、总能量均相等
19．锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4，溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。 回答下列问题：
（1）外电路的电流方向是由________极流向________极(填字母)。
（2）电池正极反应式为___________________________________。
（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________。
（4）MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_______________________________________________。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为___________。
编号
溶液
A
稀硫酸
B
硝酸银溶液
C
硫酸铜溶液
D
稀硫酸
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸溶液
B
铜
铁
稀盐酸溶液
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
参考答案
1．C
【详解】
A．铝片与稀H2SO4的反应为放热反应，故A不符合题意；
B．与的反应为吸热反应，但不属于氧化还原反应，故B不符合题意；
C．灼热的炭与CO2的反应中C元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，且为吸热反应，故C符合题意；
D．甲烷在中的燃烧反应是放热反应，故D不符合题意。
答案选C。
2．A
【详解】
相同物质的液态时能量小于气态时的能量，而氢气和氧气反应又为放热反应，故生成液态时放出的能量多，故选A。
3．B
【详解】
A．锌、铜在稀硫酸中构成原电池，X棒为活泼金属锌，做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，X棒变细，故A不符合题意；
B．锌、银在硝酸银溶液中构成原电池，X棒为不活泼金属银，做原电池的正极，银离子在正极得到电子发生还原反应生成银，X棒变粗，Y棒为活泼金属锌，做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，Y棒变细，故B符合题意；
C．铜、银在硫酸铜溶液中构成原电池，铜的金属性强于银，X棒为金属铜，做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成铜离子，X棒变细，故C不符合题意；
D．锌、铜在稀硫酸中构成原电池，X棒为不活泼金属铜，做原电池的正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，X棒没有变化，故D不符合题意；
故选B。
4．C
【详解】
A．该原电池中，锌失去电子，作负极，发生氧化反应，故A正确；
B．该原电池，铜作正极，铜离子在铜电极得到电子发生还原反应，Cu电极上的反应为Cu2++2e-=Cu，故B正确；
C．原电池工作时，电子由负极锌电极流出，经导线流向正极铜电极，电子不能进入到溶液中，故C错误；
D．反应一段时间后，溶液中的铜离子以单质的形式析出，所以溶液的蓝色变浅，故D正确；
答案选C。
5．D
【详解】
A．将铜片和锌片用导线和电流计连接后，浸入一定浓度的稀硫酸中构成原电池，由于金属性Zn＞Cu，则Zn是负极，Cu是正极，A错误；
B．Zn是负极，Cu是正极，电子从Zn片经导线流向Cu片，B错误；
C．Zn是负极，Zn溶解，没有铜析出，C错误；
D．Cu是正极，正极上氢离子放电，则Cu极上有气泡产生，D正确；
答案选D。
6．C
【分析】
电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，说明M、N与池中液体构成了原电池。N棒变细，作负极，M棒变粗，说明溶液中的金属阳离子在M极上得到电子，生成金属单质，M变粗，M做原电池的正极。
【详解】
A．如果是锌、铜、稀硫酸构成原电池，则电池总反应式为Zn+2H＋=Zn2++H2↑，Zn作负极， M极变细，A项错误；
B．如果是铁、铜、稀盐酸构成原电池，电池总反应式为Fe+2H＋= Fe2++H2 ↑，则铁是负极，铜棒M 是不会变粗的，B项错误；
C．如果是银、锌、硝酸银溶液构成原电池，电池总反应式为 Zn+2Ag+=Zn2++2Ag，则锌是负极，N棒变细，析出的银附在银上，M棒变粗，C项正确；
D．如果是锌、铁、硝酸铁溶液构成原电池，电池总反应式为Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+，Zn作负极，M极变细，D项错误；
答案选C。
7．D
【分析】
由图中电子的移动方向可知，电极X为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应为：2Ru2+-2e-=2Ru3+，Y 电极为原电池的正极，电解质为I-和I3-的混合物，在正极上得电子被还原，正极反应为+2e-=3I-。
【详解】
A． 电池工作时，光能转变为电能，由图电子的移动方向可知，电极X为原电池的负极， A错误；
B．电池工作时，镀铂导电玻璃电极为原电池的正极，正极上发生还原反应，则镀铂导电玻璃的作用是作正极材料， B错误；
C．电池工作时，负极反应为2Ru2+-2e-=2Ru3+，正极反应为+2e-=3I-，又Ru2+和Ru3+，和I-相互转化，所以电解质溶液未发生反应，C错误；
D．由电池中发生的反应可知，在正极上得电子被还原为I-，后又被氧化为，和I-相互转化，电池的电解质溶液中和的浓度均几乎不发生变化，D正确；
答案选D。
8．A
【分析】
燃料电池中发生的反应一般是燃料和氧气的氧化还原反应，通入氧气的一极为正极，通入燃料的一极为负极。
【详解】
A．根据题目已知：其中一电极反应式为C2H6＋18OH--14e-=2＋12H2O可知，通入乙烷的一极为负极，则通入氧气的一极为正极，在碱性溶液中，正极电极反应式为2H2O＋O2＋4e-=4OH-，故A正确；
B．电池工作的总反应为：2C2H6+7O2+8OH-=4+10H2O，消耗了OH-，OH-浓度减小，溶液的pH逐渐降低，故B错误；
C．在原电池内部，阳离子移向正极，阴离子移向负极，所以OH-向负极移动，K+向正极移动，故C错误；
D．正极上参加反应的气体为氧气，负极上参加反应的气体为乙烷，根据总反应方程式：2C2H6+7O2+8OH-=4+10H2O，正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为7∶2，故D错误；
故选A。
9．D
【详解】
A．X＋Y=M＋N为吸热反应，X和Y的总能量一定低于M和N的总能量，故A错误；
B．化学反应的吸放热与反应条件无关，有些吸热反应不需要加热就能进行，故B错误；
C．吸热反应，破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量，故C错误；
D．X＋Y=M＋N为吸热反应，X和Y的总能量一定低于M和N的总能量，故D正确；
选D。
10．C
【详解】
A．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，铜是正极，铜片表面均有氢气产生，故A错误；
B．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，铜是正极；乙中铜、锌没有连接，不构成原电池，故B错误；
C．两烧杯中都发生反应，溶液的c(H＋)均减小，故C正确；
D．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，产生气泡的速率甲比乙快，故D错误；
选C。
11．D
【分析】
由图可知反应物总能量大于生成物总能量，则正反应放热，反应热ΔH=E1-E2，其中E1和E2为反应的活化能，A…B…C为中间产物，为过渡态，可认为活化分子，以此解答该题。
【详解】
A．由图象可知反应过程可表示为A+BC（反应物）→[A…B…C]（过渡态）→AB+C（产物），故A正确；
B．反应物吸收一定能量成为活化分子，E1为正反应的活化能，故B正确；
C．正反应的热效应为ΔH=E1-E2，反应物总能量大于生成物总能量，则正反应放热，故C正确；
D．此图中逆反应的热效应ΔH=E2-E1＞0，为吸热反应，故D错误；
故选D。
12．C
【详解】
A．该微生物电池在处理废水时，将化学能转化为电能，能输出电能，故A正确 ；
B．根据装置图分析，a电极为原电池的负极，b电极为正极，该微生物电池工作时，电子由负极a极经负载流到正极b极，电流的流向与电子的流向相反，电流由b极经负载流到a极，故B正确；
C．由装置图可知，负极上乙醛放电生成的氢离子经离子交换膜流向正极，离子交换膜为质子交换膜，故C错误；
D．微生物电池中，a电极为电池的负极，酸性条件下乙醛在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为，故D正确。
故答案：C。
13．D
【详解】
A．A极材料是金属锂和碳的复合材料，放电时A极为负极，电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，所以该隔膜只允许通过，放电时阳离子移向正极，则从隔膜左边流向右边，故A正确；
B．放电时，正极锂元素的化合价未发生改变，钴元素化合价降低，故B正确；
C．放电时B极为正极，该电极放电时的电极反应式为，故C正确；
D．根据电池反应式可知，充电时让进入石墨中而有利于回收，故D错误；
故答案：D。
14．C
【详解】
A．由图可知，太阳能使水分解，水分解吸热，则反应物的总能量小于生成物的总能量，故A正确；
B．由图可知，太阳能使水分解，则实现了光能向化学能的转化，故B正确；
C．过程Ⅰ断键，吸收能量，过程Ⅱ中生成氢气、过氧化氢，形成化学键，过程Ⅱ放出能量，故C错误；
D．过程Ⅲ为O-H键的断裂过程生成氢气和氧气，化学反应为：2H2O2＝2H2+O2，属于氧化还原反应，故D正确；
故选C。
15．B
【详解】
A．由电池总反应及题图可知Pt为负极，石墨为正极。原电池工作时，电子由Pt电极(负极)经过导线流向石墨电极(正极)，电子不能进入NaOH溶液，A项错误；
B．Pt电极为原电池的负极，电极反应为，B项正确；
C．原电池工作时，P电极为负极，石墨电极为正极，电解质溶液中的阴离子移向负极，即透过阴离子交换膜向Pt电极迁移，C项错误；
D．正极上氧气发生得电子的还原反应，电极反应为，外电路通过0.4 ml电子时，有在石墨电极上参与反应，标准状况下的体积为，但题中未说明所处的状况，所以的体积不一定为，D项错误。
故选B。
16．铁钉(或铁条等) 铜钉(或其他的惰性电极，如铅笔芯等) 电能 电能 负 氧化 正 还原
【详解】
原电池是将化学能转化为电能的装置，活泼金属作负极，发生氧化反应，相对不活泼材料作正极，发生还原反应；
(2)实验原理：，该反应为氧化还原反应，可以设计成原电池；根据反应可知，铁失电子，发生氧化反应，做原电池的负极，所以负极材料可以为铁钉(或铁条等)；正极材料为导电材料，活泼性小于铁的金属如铜或非金属材料铅笔芯等，电解质为硫酸溶液，氢离子在正极发生还原反应，生成氢气；
(3)①原电池是化学能转化电能的装置，在耳机中电能又转化为声波这种能量，所以按如图所示装置连接好实验仪器，这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓……”的声音；
②结合(2)中分析可知，在该原电池中，在负极发生了氧化反应，在正极发生了还原反应。
17．D A = 增大 2ml
【详解】
(1)A.自发进行的氧化还原反应在理论上可以设计成原电池：=是复分解反应，不是氧化还原反应，故A错误；
B.=中的电荷不守恒，离子方程式不正确，故B错误；
C.=不是氧化还原反应，故C错误；
D.=是自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池，故D正确：
答案选D。
(2)A.图I中发生的是锌的化学腐蚀，图Ⅱ形成铜-锌原电池，图I主要将化学能转化为热能，而图Ⅱ主要将化学能转化为电能，则图I中温度计的示数高于图Ⅱ的示数，故A正确；
B.由A中分析可知，图I和图Ⅱ中温度计的示数不相等，但均高于室温，故B错误；
C.图Ⅱ中铜为正极，铜棒的表面有气泡产生，故C错误；
D.利用原电池反应可以使金属与酸的反应速率加快，故图Ⅱ中产生气体的速率比I快，故D错误。
答案选A。
(3)①依据放电时总反应为=，正极上得电子发生还原反应，生成难溶于水的，故正极反应式为=。
②依据放电时总反应为=，负极上Pb失电子发生氧化反应，产生的结合生成难溶于水的，故负极质量将增大；根据总反应，当外电路上有2ml电子通过时，溶液中消耗的物质的量为2ml。
18．吸热反应 无法比较 A
【详解】
(1)E1
B．非氧化还原反应中也会涉及旧键断裂、新键生成，也会有热量变化，B错误；
C．放热反应也需要一定条件才能发生，如铝热反应为放热反应，但需要高温条件引发，C错误；
D．任何反应都会有热效应，反应物和生成物的总能量不可能相同，D错误；
综上所述答案为A。
19．b a MnO2+e－+Li+=LiMnO2 否 电极Li是活泼金属，能与水反应 3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O 2∶1
【详解】
(1)锂是活泼的金属，作负极，因此外电路的电流方向是由正极b流向负极a。
（2）在电池正极b上发生得到电子的还原反应，则电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2；
(3)由于负极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，所以不可用水代替电池中的混合有机溶剂。
(4)根据题意结合原子守恒、电子守恒可得方程式：3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O；K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2，根据化合价升降总数等于电子转移的数目可知：每转移2ml的电子，产生1ml的MnO2、2ml KMnO4，所以生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1。
