沪科技版（2020）必修第二册5.3化学变化中的能量变化一课一练

这是一份沪科技版（2020）必修第二册5.3化学变化中的能量变化一课一练，共11页。试卷主要包含了单选题，填空题，原理综合题，元素或物质推断题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．通过铝热反应能冶炼难熔的金属(如Cr、V、Mn等)，与铝热反应无关的是
A．铝具有还原性B．铝具有导电性
C．铝较Cr、V、Mn等价格便宜D．铝热反应放出大量的热
2．化学反应中的能量变化常表现为热量变化，如有的反应为放热反应，有的为吸热反应，请从下列选项中选出对此解释合理的为
A．旧化学键断裂时吸收的能量高于新化学键形成时所释放的总能量为吸热反应
B．旧化学键断裂时吸收的能量低于新化学键形成时所释放的总能量为吸热反应
C．在化学反应中需要加热的反应就是吸热反应
D．在化学反应中需要使用催化剂的反应为放热反应
3．下列关于如图所示电池的说法中不正确的是
A．乙烧杯溶液颜色逐渐变深
B．电池工作一段时间，乙烧杯成了混合溶液
C．装置中发生的总反应是
D．若换成阴离子交换膜，从乙烧杯移向甲烧杯
4．某同学根据化学反应Fe+Cu2+=Fe2+ +Cu，并利用实验室材料制作原电池。下列关于该原电池组成的说法正确的是
A．AB．BC．CD．D
5．如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有气泡出现，则以下叙述正确的是
A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸
B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸
D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
6．如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法中正确的是
A．该系统中只存在3种形式的能量转化
B．装置Y中在负极发生反应的物质是O2
C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
7．下列装置中，能构成原电池的是
A．只有甲B．只有乙
C．只有丙D．除乙均可以
8．在理论上可设计成原电池的化学反应是
A．
B．
C．
D．
9．下图是半导体光电化学电池光解水制氢的反应原理示意图。在光照下，电子由价带跃迁到导带后，然后流向对电极。下列说法不正确的是
A．对电极的电极反应为
B．半导体电极发生还原反应
C．电解质溶液中阳离子向对电极移动
D．整个过程中实现了太阳能→电能→化学能的转化
10．关于如图所示原电池的下列描述中，不正确的是
A．Zn电极是电池的负极B．稀硫酸参与构成原电池
C．导线中有电子定向移动D．Cu电极表面有固体沉积
11．图为某原电池装置，下列有关说法正确的是
A．锌片的质量不变B．锌片是原电池的负极
C．锌片发生了还原反应D．负极发生反应
12．下列说法不正确的是
A．晶体与晶体的反应是常见的吸热反应
B．化学反应必然伴随能量变化，原因是化学反应中旧键断裂所吸收的能量与新键生成所释放的能量不相等
C．一定条件下，石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨比金刚石稳定，等质量的金刚石和石墨完全燃烧石墨释放的能量更多
D．太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能都属于新能源
13．已知某化学反应A2(g)+2B2(g)=2AB2(g)(A2、B2、AB2的结构式分别为A=A、B—B、B—A—B)，反应过程中的能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是
A．该反应的进行一定需要加热或点燃
B．该反应若生成2mlAB2(g)，则放出的热量为(E1-E2)kJ
C．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
D．生成2mlB—A键放出E2kJ能量
14．科学研究人员最近发现了一种“水”电池，在海水中电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，下列有关说法正确的是
A．正极反应式：Ag-e-+Cl-=AgCl
B．AgCl是还原产物
C．Na+不断向“水”电池的负极移动
D．生成1 ml Na2Mn5O10转移2 ml电子
15．X、Y、Z、W四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组成原电池，X、Y相连时，X为负极；Z、W相连时，电流方向是W→Z；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡；W、Y相连时，W极发生氧化反应。据此判断金属的活动性顺序是
A．Y>W>Z>XB．X>Z>W>Y
C．Z>X>Y>WD．X>Y>Z>W
二、填空题
16．某同学利用生活中或实验室中常用的物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计了一个原电池。
实验原理：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑
实验用品：电极(铁钉、铜钉)、稀硫酸、NaOH溶液、烧杯、导线、耳机。
实验装置如图：

请回答以下问题：
(1)按如图所示装置连接好实验仪器，可以听见耳机发生“嚓嚓∙∙∙∙∙∙”的声音。其原因是在原电池中，化学能转化为___________，在耳机中又由___________转化为声音这种能量。
(2)铁钉是原电池的___________极，电极反应式为___________，发生了___________反应；铜钉上的电极反应式为___________。
(3)一段时间后，取烧杯内的溶液少许，滴加足量的NaOH溶液，发生的反应依次有(用化学方程式表示)___________、___________、___________。
17．我国成功发射的“天宫一号”飞行器的外壳覆盖了一种新型结构陶瓷材料，其主要成分是氮化硅，该陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮气流中通过如下反应制得：3SiO2＋6C＋2N2Si3N4＋6CO，该反应变化过程中的能量变化如图所示。回答以下问题：

(1)上述反应中的还原剂是___________，还原产物是___________。
(2)该反应___________(填“吸热”或“放热”)。
三、原理综合题
18．一种简单的原电池装置示意图如图所示。请据图回答下列问题。
(1)锌是该电池的____(填“正”或“负”)极。
(2)装置中锌的作用是____，稀硫酸的作用是____。
A．电极材料 B．电极反应物 C．电子导体 D．离子导体
(3)从化学的角度分析，该装置能产生电流的原因是____。
四、元素或物质推断题
19．已知A是一种红棕色金属氧化物，B、D是金属单质，C是两性金属氧化物，J是一种难溶于水的白色化合物，受热后容易发生分解。
(1)写出下列物质的化学式：A______、C______。
(2)按要求写方程式：
①的化学方程式：________；
②的化学方程式：________；
③的离子方程式：_______；
④B与溶液反应的离子方程式：_________。．
(3)同温同压下，相同质量的金属B和D分别与足量的盐酸反应，所生成的气体体积比为_______。
选项
A
B
C
D
正极
石墨棒
石墨棒
铁棒
铜棒
负极
铁棒
铜棒
铜棒
铁棒
电解质溶液
CuCl2溶液
CuCl2溶液
FeSO4溶液
FeSO4溶液
参考答案：
1．B
【分析】
【详解】A．根据方程式可知，Al具有还原性，A有关；
B．铝热反应中没有电流产生，不需要导电性，B无关；
C．Cr、V、Mn均具有还原性，但价格较高，故热反应中用铝置换金属，C有关；
D．铝粉激烈氧化，燃烧而放出大量热，D有关；
故答案为：B。
2．A
【详解】A．在化学反应中，断键吸热，成键放热。若断键吸收的热量大于成键放出的热量，则该反应为吸热反应，A正确；
B．任何化学反应过程中都存在断裂反应物化学键和形成生成物化学键的过程。断裂反应物化学键会吸收热量，形成生成物化学键会释放热量，若旧化学键断裂时吸收的能量低于新化学键形成时所释放的总能量，则该反应为放热反应，B错误；
C．化学反应需在一定条件下进行。反应类型是放热反应还是吸热反应与反应条件是否需要加热无关，有的放热反应也需在加热或高温条件下进行，如铝热反应，C错误；
D．催化剂只能改变反应历程，降低反应的活化能，使化学反应在较低的条件下发生，但不能改变反应热，因此反应发生是否需要使用催化剂与反应类型是放热反应还是吸热反应无关，D错误；
故合理选项是A。
3．A
【分析】Zn的金属性比Cu活泼，Zn为负极，Cu为正极，据此分析。
【详解】A．Zn的金属性比Cu活泼，Zn为负极，Cu为正极，Cu电极反应式为，乙烧杯溶液颜色逐渐变浅，故A说法不正确；
B．为平衡电荷，甲烧杯中的阳离子，即向乙烧杯移动，故乙烧杯成了混合溶液，故B说法正确；
C．根据B选项分析，装置中发生的总反应是，故C说法正确；
D．乙烧杯放电，从乙烧杯移向甲烧杯，故D说法正确。
故选A。
4．A
【分析】根据反应Fe+Cu2+=Fe2+ +Cu，可知该原电池中Fe为负极，正极选用比铁不活泼的金属或碳棒，电解液为含Cu2+的溶液。
【详解】A．由分析可知Fe为负极，碳棒为正极，Cu2+的溶液为电解液，A正确；
B．Fe为负极，不能为铜棒，B错误；
C．铁和铜作原电池电极，铁更活泼应为负极，C错误；
D．由分析可知电解液为含Cu2+的溶液，D错误；
故选A。
5．C
【详解】A．a极上有大量气泡生成，说明a是正极，a是碳棒，负极b是铁片，烧杯中的溶液可以为硫酸，A项错误；
B．a极上有大量气泡生成，说明a是正极，a是碳棒，负极b是铁片，烧杯中的溶液不可以为硫酸铜，否则a极上会析出金属铜，B项错误；
C．a极上有大量气泡生成，说明a是正极，a是碳棒，烧杯中的溶液可以为硫酸，C项正确；
D．a极上有大量气泡生成，说明a是正极，a是碳棒，b是铁片，b为负极，烧杯中的溶液不可以为硫酸铜，否则a极上会析出金属铜，D项错误；
答案选C。
6．C
【详解】A．该图中有太阳能向电能的转化，化学能向电能的转化，电能向化学能、机械能的转化，不止3种形式的能量转化，错误；
B．装置Y是原电池装置，负极发生反应的物质为氢气，失去电子，发生氧化反应，错误；
C．装置X应是电解池，电解水生成氢气和氧气，实现燃料电池的燃料和氧化剂再生，正确；
D．无论原电池海水电解池能量的转化率都不是100%，所以不可能实现零排放，错误；
答案选C。
7．C
【分析】原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应，据此判断。
【详解】甲．没有用导线连接形成闭合回路，所以不能构成原电池，错误；
乙．两电极材料相同，所以不能构成原电池，错误；
丙．有两个活泼性不同的电极，且两电极插入电解质溶液中，两电极间构成闭合回路，能自发的进行氧化还原反应，所以该装置能构成原电池，正确；
丁．乙醇是非电解质，且电极和乙醇不能自发的发生氧化还原反应，所以不能构成原电池，错误；
故选C。
8．D
【详解】A．盐酸与氢氧化钠溶液的中和反应为非氧化还原反应，不能设计成原电池，故A错误；
B．二氧化碳与氢氧化钠溶液生成碳酸钠的反应为非氧化还原反应，不能设计成原电池，故B错误；
C．氧化钙与水反应生成氢氧化钙的反应为非氧化还原反应，不能设计成原电池，故C错误；
D．甲烷的燃烧反应为氧化还原反应，且为放热反应、能设计成原电池，故D正确；
故选D。
9．B
【详解】A．图示分析可知，在对电极上发生的反应是水电离出的氢离子得到电子生成氢气，电极反应为：2H2O+2e-═H2↑+2OH-，故A正确；
B．半导体电极是负极，负极失去电子发生氧化反应，故B错误；
C．电解质溶液中阳离子向正极移动，即向对电极移动，故C正确；
D．过程分析可知，整个过程中实现了太阳能向电能，电能向化学能的转化，故D正确；
故答案选B。
10．D
【分析】锌、铜和稀硫酸组成的原电池中，锌作负极，负极上锌失电子发生氧化反应；铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应；电子从负极沿导线流向正极；原电池中阳离子向正极移动。
【详解】A．锌、铜和稀硫酸组成的原电池中，锌的金属活泼性比铜强，Zn作负极，故A正确；
B．正极上氢离子得电子发生还原反应，稀硫酸作为电解质溶液参与构成原电池，故B正确；
C．原电池装置是将化学能转化为电能，Zn做负极，Cu做正极，电子由负极经导线定向移动至正极，故C正确；
D．锌、铜和稀硫酸组成的原电池中，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应放出氢气，则铜电极表面有无色气泡产生，无固体沉积，故D错误；
故选：D。
11．B
【分析】把锌片和铜片用导线相连后插入稀硫酸构成原电池，锌做负极发生氧化反应，铜做正极，溶液中氢离子在铜片上得到电子发生还原反应，以此解答。
【详解】A．锌比铜活泼，为原电池的负极，锌片消耗，质量减少，故A错误；
B．锌比铜活泼，锌片是原电池的负极，故B正确；
C．锌片是原电池的负极，锌片发生了氧化反应，故C错误；
D．锌片发生了氧化反应，电极反应式为Zn－2e－＝Zn2＋，故D错误；
故选B。
12．C
【详解】A．Ba(OH)2⋅8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是常见的吸热反应，A正确；
B．化学反应中旧键断裂所吸收的能量与新键生成所释放的能量不相等，使得化学反应的过程中伴随着能量的变化，B正确；
C．一定条件下，石墨转化为金刚石要吸收能量，说明等质量的情况下，石墨所含能量更低，则石墨比金刚石稳定，且等质量的金刚石和石墨完全燃烧，金刚石释放的能量更多，C错误；
D．太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能都属于新能源，D正确；
故选C。
13．C
【详解】A．根据图象可知，反应物能量之和小于生成物的能量之和，该反应是吸热反应，吸热反应不一定都要加热，例如氢氧化钡和氯化铵在常温下就反应，A错误；
B．根据图象可知，该反应是吸热反应，生成2ml AB2(g)则吸收的热量为(E1-E2) kJ，B错误；
C．如图象所示，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，C正确；
D．生成2ml AB2放出E2 kJ能量，2ml AB2中有4ml B-A键，则生成4ml B-A键放出E2 kJ能量，D错误；
故选C。
14．D
【分析】根据该电池总反应分析，Ag化合价升高，发生氧化反应，作为负极，发生还原的是MnO2，作为正极。
【详解】A．负极失去电子，正极得电子，负极反应式：Ag-e-+Cl-=AgCl，A错误；
B．据分析，Ag发生氧化反应得到AgCl，是氧化产物，B错误；
C．电池电解液中阳离子朝正极移动，Na+不断向“水”电池的正极移动，C错误；
D．根据总反应分析，2mlAg生成2mlAgCl，失去2ml电子，与5mlMnO2反应，生成1 ml Na2Mn5O10，故转移2 ml电子，D正确；
故选D。
15．B
【分析】原电池中，较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极，负极上失电子发生氧化反应，正极上氢离子得电子发生还原反应，电子从负极沿导线流向正极，电流从正极沿导线流向负极。
【详解】原电池中，较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极，X、Y相连时，X为负极，则金属活动性顺序为X＞Y；电子从负极沿导线流向正极，电流从正极沿导线流向负极，Z、W相连时，电流方向是W→Z，则金属活动性顺序为Z＞W；负极上失电子发生氧化反应，正极上氢离子得电子发生还原反应，X、Z相连时，Z极上产生大量气泡，则金属活动性顺序为X＞Z；负极上失电子发生氧化反应，正极上发生还原反应，W、Y相连时，W极发生氧化反应，则金属活动性顺序为W＞Y，故四种金属的活动性顺序是X＞Z＞W＞Y；
故选B。
16．(1) 电能 电能
(2) 负 Fe－2e－= Fe2＋ 氧化 2H＋＋2e－= H2↑
(3) H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【详解】（1）在原电池中，化学能转化为电能，在耳机中又由电能转化为声音这种能量。
（2）铁较铜活泼，失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，铁钉是原电池的负极，电极反应式为Fe－2e－= Fe2＋，发生了氧化反应；铜钉上的电极反应为氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，2H＋＋2e－= H2↑；
（3）取烧杯内的溶液少许，滴加足量的NaOH溶液，氢氧化钠首先和稀硫酸反应生成硫酸钠和氢气，再和硫酸亚铁生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁和空气中氧气、水反应生成红褐色氢氧化铁沉淀，反应为H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
17．(1) C Si3N4
(2)放热
【详解】（1）在反应中，C的化合价升高作还原剂，N2的化合价降低作氧化剂，发生还原反应，生成的Si3N4是还原产物。
（2）由于图像中反应物的总能量高于生成物的总能量，所以是放热反应。
18．(1)负
(2) ABC BD
(3)该装置符合原电池的构成条件，形成原电池，将化学能转化成了电能，因此有电流产生
【详解】（1）Zn的活泼性强于Cu，故锌为电池的负极。
（2）该装置中，Zn为负极，为电极材料，且负极上Zn失电子生成Zn2+，则Zn同时为电极反应物和电子导体，稀硫酸电离出的氢离子在正极得电子，做电极反应物，同时作为电解质溶液起到离子导体的作用。
（3）该装置符合原电池的构成条件，形成原电池，将化学能转化成了电能，因此有电流产生。
19．(1)
(2)
(3)
【分析】结合题干信息可知红棕色金属氧化物A是，两性氧化物C为，金属单质B为；据图转化可知H为，I为，J为Al(OH)3；和在高温下发生置换反应生成的金属单质D为，则E是，F和G分别为和。
【详解】（1）据分析知，A为；C为；
（2）的化学方程式为；
的化学方程式为；
的离子方程式为；
B与溶液反应的离子方程式为；
（3）设和的质量均为，其物质的量分别为和，结合和，可知生成的物质的量分别为和，由于相同条件下体积之比等于物质的量之比，即生成的体积比为。