高中人教版 (2019)第一节 化学反应与能量变化习题

这是一份高中人教版 (2019)第一节 化学反应与能量变化习题，共6页。

【基础巩固】
1.下列说法中不正确的是 ( )
A.根据一次能源和二次能源的划分,氢气为二次能源
B.电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源
C.原电池是将化学能转化为电能的一种装置
D.水力发电是将化学能转化为电能的过程
答案:D
2.(2022·广东揭阳)如图所示的原电池装置中,X、Y为两电极,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,对此装置的下列说法正确的是 ( )
A.外电路的电流方向为X→外电路→Y
B.若两电极分别为Zn和石墨棒,则X为石墨棒,Y为Zn
C.S移向X电极,Y电极上有氢气产生
D.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应
解析:A项,电流的方向与电子的移动方向相反,所以外电路的电流方向为Y→外电路→X,错误;B项,若两电极分别为Zn和石墨棒,由于活动性Zn>C,则X为Zn,Y为石墨棒,错误;C项,根据电子流向可知X是负极,Y是正极,溶液中的氢离子放电,阴离子向负极移动,则S移向X电极,Y电极上有氢气产生,正确;D项,X极上失去电子,发生氧化反应,Y极上获得电子,发生还原反应,错误。
答案:C
3.下面是四个化学反应,理论上不可用于设计原电池的化学反应是 ( )
A.2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
B.2H2+O22H2O
C.Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3↑
D.CH4+2O2CO2+2H2O
答案:C
4.汽车的启动电源常用铅酸蓄电池,其放电时的原电池反应如下:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O,根据此反应判断,下列叙述中正确的是 ( )
A.Pb是正极
B.PbO2得电子,被氧化
C.负极反应式是Pb+S-2e-PbSO4
D.电池放电时,溶液的酸性增强
解析:从铅酸蓄电池的放电反应可以看出,放电过程中Pb失去电子变为Pb2+,发生氧化反应,因而Pb是负极;PbO2得到电子发生还原反应,被还原;反应过程中消耗了H2SO4,使溶液的酸性减弱,故C项正确。
答案:C
5.(2022·广东佛山)按图1所示装置进行实验,若图2中x轴表示流入正极的电子的物质的量,则y轴可以表示 ( )
①c(Ag+) ②c(N) ③a棒的质量 ④b棒的质量 ⑤溶液的质量
A.①③ B.①③⑤
C.②④D.②④⑤
解析:图1装置形成原电池,Fe为负极,其电极反应式为Fe-2e-Fe2+,Ag为正极,其电极反应式为Ag++e-Ag,总反应式为Fe+2Ag+Fe2++2Ag。由Ag++e-Ag可知,随着流入正极的电子增多,c(Ag+)减小,故①符合题意;由总反应可知,N没有参与反应,随着流入正极的电子增多,c(N)不变,故②不符合题意;a棒是Fe,由Fe-2e-Fe2+可知,随着流入正极的电子增多,Fe失电子的物质的量也增多,Fe的质量减小,故③符合题意; 由Ag++e-Ag可知,随着流入正极的电子增多,产生的Ag的质量增大,Ag棒质量增大,故④不符合题意;由总反应式Fe+2Ag+Fe2++2Ag可知,随着反应的进行,溶液的质量减小,故⑤符合题意。综上所述,故选B项。
答案:B
6.氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上,其反应原理示意图如图所示。下列有关氢氧燃料电池的说法中正确的是 ( )
氢氧燃料电池示意图
A.该电池工作时电能转化为化学能
B.该电池中电极a是正极
C.外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
D.该电池的总反应式:2H2+O22H2O
解析:燃料电池将化学能转化为电能,A项错误;电极a通入H2发生氧化反应,是电池的负极,B项错误;外电路中电子由负极流向正极,即由电极a通过导线流向电极b,C项错误。
答案:D
【拓展提高】
7.小颖同学用如图所示装置研究原电池原理,下列说法中错误的是 ( )
ⅠⅡⅢ
A.若将图Ⅰ装置的Zn、Cu直接接触,Cu片上能看到气泡产生
B.图Ⅱ装置中S向Cu片移动
C.若将图Ⅱ装置中的Zn片改为Mg片,Cu片上产生气泡的速率增大
D.图Ⅱ与图Ⅲ装置中正极生成物的质量比为1∶32时,Zn片减小的质量相等
解析:Zn、Cu直接接触就能构成闭合回路而形成原电池,Cu片上可看到有气泡产生,A项正确;S带负电荷,应该向负极Zn片移动,B项错误;由于Mg的失电子能力强于Zn,所以将Zn片改为Mg片后,电子转移速率增大,生成H2的速率也增大,C项正确;假设图Ⅱ装置中正极产生2 g H2,则转移2 ml电子,消耗负极65 g Zn,而图Ⅲ装置中正极析出64 g Cu,也转移2 ml电子,消耗负极65 g Zn,故Zn片减小的质量相等,D项正确。
答案:B
8.(2022·广东广州)燃料电池的能量转化率高,具有安全、高效的特点。NH3燃料电池的工作原理如图所示,该电池工作过程中,下列说法错误的是( )
A.将化学能转化为电能
B.电极a为负极,发生氧化反应
C.电子由电极a通过外电路流向电极b
D.OH-向b极区迁移
解析:燃料电池工作时,将化学能转化为电能,A项正确;燃料电池中NH3在负极失电子,发生氧化反应,B项正确;电极a是负极,电极b是正极,外电路电子由负极a流向正极b,C项正确;原电池中阴离子移向负极,即OH-向a极区迁移,D项错误。
答案:D
9.把A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
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)装置丙中溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是 。
答案:(1)A-2e-A2+(2)Cu2++2e-Cu(3)变大(4)D>A>B>C
【挑战创新】
10.(2022·广东广州)电能在生产、生活中起着十分重要的作用。某学习小组的同学利用已经学习的氧化还原反应知识对电流的产生进行探究。
(1)【引发思考】氧化还原反应发生的本质是 。
(2)【提出问题】可否让氧化还原反应中某些带电粒子的移动产生电流?
【查阅资料】①导线中的电流是由于电子的定向移动产生的。
②利用反应Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,用单线桥法分析此反应并标出电子转移的方向和数目: 。
通过图1特定装置使氧化反应与还原反应分别在两个不同的区域进行,可以使氧化还原反应中转移的电子通过导体发生定向移动,形成电流。
图1
(3)如图1所示,当插入稀硫酸的锌片和铜片用导线连接时,由于锌比铜活泼,与稀硫酸作用容易失去电子,被氧化成锌离子而进入溶液,锌片:Zn-2e-Zn2+(氧化反应);电子由锌片通过导线流向铜片,溶液中的氢离子从铜片获得电子,被还原成氢原子,氢原子结合成氢分子从铜片上放出,铜片: (还原反应)。
(4)【实验探究】利用铁与硫酸铜溶液的反应(Fe+CuSO4FeSO4+Cu)产生电流。
第一步:按图2组成实验装置,用导线将铜片与电流表正极接线柱相连接,用导线将铁片与电流表负极接线柱相连接;
图2
第二步:向烧杯中加入硫酸铜溶液;
第三步:观察到电流表指针偏转, 片逐渐溶解,溶液由蓝色逐渐变为 色。
(5)【交流反思】两个金属片区域发生的反应式分别为:
(氧化反应),
(还原反应)。
解析:(1)氧化还原反应发生的本质是电子的得失或电子对的偏移。
(2)在反应Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑中,锌失去2个电子变为锌离子,总转移电子为2个,用单线桥法表示为SO4ZnSO4+H2↑。
(3)铜片作正极,发生还原反应,氢离子得电子,生成氢气,电极反应式为2H++2e-H2↑。
(4)由铁与硫酸铜溶液的反应(Fe+CuSO4FeSO4+Cu)产生电流可知,铁作负极,观察到电流表指针偏转,铁片逐渐溶解,生成亚铁离子,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。
(5)在反应中,铁作负极,发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-Fe2+;铜作正极,铜离子得电子,发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-Cu。
答案:(1)电子的得失或电子对的偏移
(2)SO4ZnSO4+H2↑
(3)2H++2e-H2↑
(4)铁 浅绿
(5)Fe-2e-Fe2+ Cu2++2e-Cu
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