湖北省襄阳襄州第六章第一节 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

第六章 第一节化学反应与能量变化
一、单选题（15题）
1．下列叙述正确的是
A．吸热的化学反应必须加热才能发生
B．根据能量守恒定律，反应物的总能量等于生成物的总能量
C．常温常压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下反应热相同
D．等物质的量的氢气在氧气中完全燃烧，生成气态水比生成液态水放出的热量更多
2．已知2H→H2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是

A．2H→H2过程中形成的化学键是共价键
B．相同质量的氢气分子的能量比氢原子的能量低
C．2H→H2过程中形成1mol新化学键放出437.6kJ的能量
D．1molH2离解成2molH要放出437.6kJ热量
3．根据原电池原理，下列反应不能设计成原电池的是
A．2CH3OH+3O2 2CO2+4H2O
B．Fe+CuSO4= FeSO4 +Cu
C．HCl+NaOH=H2O+NaCl
D．2H2S+SO2=3S ↓+2H2O
4．一种生产和利用氢能的途径如图所示，下列说法错误的是

A．氢能是利用太阳能等产生的，故属于二次能源
B．图中能量转化的方式至少有五种
C．太阳能、风能、氢能都属于新能源
D．太阳能电池的供电原理与燃料电池相同
5．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
6．甲醇燃料电池可使用于笔记本电脑、汽车等。它在一极通入甲醇，另一极通入氧气，电解质是质子交换膜，它能传导氢离子。电池工作时，甲醇被氧化为二氧化碳和水。下列叙述中，不正确的是
A．电池的总反应是2CH3OH + 3O2 =2CO2+ 4H2O
B．负极的反应是CH3OH + H2O = CO2 +6H+ + 6e-
C．正极的反应是O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
D．电池工作时，H+移向正极
7．M、N、P、E四种金属:①M+N2+=N+M2+　②M、P用导线连接放入稀盐酸溶液中,M表面有大量气泡　③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E2++2e-=E,N-2e-=N2+。四种金属的还原性由强到弱的顺序是
A．P、M、N、E B．E、N、M、P C．P、N、M、E D．E、P、M、N
8．下列反应属于放热反应的是
A．NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应 B．Na与H2O反应
C．C与CO2高温反应生成CO D．CaCO3分解制备CaO
9．一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 mol电子时，有在石墨电极上参与反应
10．原电池的正负极不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，则下列说法正确的是
A．Mg、Al、稀硫酸组成的原电池，负极的电极反应式为
B．Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池，负极的电极反应式为
C．由Fe、Cu、硫酸铜溶液组成的原电池，负极的电极反应式为
D．由Fe、Cu、溶液组成的原电池，负极的电极反应式为
11．化学反应A2+B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是

A．该反应是吸热反应
B．断裂2molA－B键需要吸收ykJ的能量
C．2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量
D．断裂1molA－A键和1molB－B键能放出xkJ的能量
12．化学反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化如图所示，则下列说法正确的是

A．该反应是吸热反应
B．断裂1molH—H键和1molCl—Cl键时能放出xkJ的能量
C．断裂2molH—Cl键时需要吸收ykJ的能量
D．2molHCl(g)的总能量高于1molH2(g)和1molCl2(g)的总能量
13．中科院科学家设计出一套利用和太阳能综合制氢的方案，其基本工作原理如图所示。下列说法错误的是

A．该电化学装置中，Pt电极作正极
B．Pt电极的电势高于电极的电势
C．电子流向：Pt电极→导线→电极→电解质溶液→Pt电极
D．电极上的电极反应式为
14．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式为：Zn＋2OH--2e-=ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e-=2Ag＋2OH-，总反应式为：Ag2O＋Zn=ZnO＋2Ag。根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是
A．在使用过程中，电池负极区溶液的pH增大
B．在使用过程中，电子由Ag2O经外电路流向Zn极
C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn极发生还原反应，Ag2O极发生氧化反应
15．汽车的启动电源常用铅酸蓄电池，该电池在放电时的总反应方程式为PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)，根据此反应判断下列叙述正确的是
A．PbO2是电池的负极，发生氧化反应
B．负极的电极反应式为Pb-2e- +＝PbSO4
C．铅酸蓄电池放电时，溶液的酸性增强，每转移2 mol电子消耗2 mol H2SO4
D．电池放电时，两电极质量均增加，且每转移1 mol电子时正极质量增加48 g
二、填空题（4大题）
16．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。请根据题中提供信息，填写空格。
(1)铅酸蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，负极电极反应式为：___。工作后，铅酸蓄电池里电解质溶液的pH___(填“变大”“变小”或“不变”)
(2)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为：___。当线路中转移0.2mol电子时，则被腐蚀铜的质量为：___g。
(3)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为___。
A．铝片、铜片          B．铜片、铝片        C．铝片、铝片
(4)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置：
①如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：

氢氧燃料电池的总反应化学方程式是：___。
②将两铂片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷(或氢气、一氧化碳等可燃性气体)和氧气构成燃料电池，则通入甲烷气体的一极是原电池的___极，该极的电极反应式是___。
③熔融盐燃料电池具有很高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极气体，空气与CO2的混合气体为正极气体，制得650℃下工作的燃料电池，完成下列反应式：正极：___，负极：2CO+2CO-4e-=4CO2。
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2mol电子通过时，溶液中消耗H2SO4的物质的量为_______。
18．有甲、乙两位同学，他们一起做了水果电池的实验，测得数据如下：
实验次数
电极材料
水果品种
电极间距/cm
电压/mV
1
锌
铜
菠萝
3
900
2
锌
铜
苹果
3
650
3
锌
铜
柑橘
3
850
4
锌
铜
西红柿
3
750
5
锌
铝
菠萝
3
650
6
锌
铝
苹果
3
450

试根据上表中的实验数据回答下列问题：
(1)实验2中负极是______，电极反应式为：_________。
(2)实验1和5电流方向相反的原因是__________。
(3)由实验1～实验4可知影响水果电池的电压的因素有________。
(4)根据实验2、6和实验1、5的比较可发现水果电池的电压还与_______有关。
19．为了探究化学反应的热效应，某兴趣小组进行了实验：
(1)将纯固体物质X分别装入有水的锥形瓶里(发生化学反应)，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内红墨水的液面高度如图所示。

图1                    图2
①若如图1所示，发生的反应(假设没有气体生成)是___________(填“放热”或“吸热”)反应，X可以是___________(填化学式，只填一种即可)。
②若如图2所示，发生的反应(假设没有气体生成)是___________(填“放热”或“吸热”)反应，以下选项中与其能量变化相同的是___________(填字母)。
A． CO还原CuO的反应       B． CaCO3的分解反应             C． Al和Fe2O3的反应
(2)如图3所示，把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放几小块铝片，再滴入5mL NaOH溶液。试回答下列问题：

图3
实验中观察到的现象是：铝片逐渐溶解、有大量气泡产生、___________，产生上述现象的原因是___________。

参考答案：
1．C
A． 吸热反应与是否加热没有必然联系，故A错误；
B． 根据能量守恒定律，反应物的总能量等于生成物的总能量加上放出的能量或减去吸收的能量，故B错误；
C． 反应热不受外界条件的影响，常温常压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下反应热相同，故C正确；
D． 水气化时要吸收能量，等物质的量的氢气在氧气中完全燃烧，生成气态水比生成液态水放出的热量更少，故D错误；
故选C。
2．D
A．H2中存在H-H键，两个非金属元素的原子之间形成共价键，故A正确；
B．形成化学键释放能量，相同质量的氢气分子的能量比氢原子的能量低，故B正确；
C．根据图示，2H→H2过程中形成1mol新化学键放出437.6kJ的能量，故C正确；
D．断键吸收能量，1molH2离解成2molH要吸收437.6kJ热量，故D错误；
选D。
3．C
A．该反应为燃料的燃烧反应，属于氧化还原反应，可以设计成燃料电池，乙醇作负极，氧气作正极，故A不选；
B．Fe、Cu元素的化合价变化，为氧化还原反应，可设计成原电池，故B不选；
C．反应中没有元素的化合价变化，不属于氧化还原反应，不能设计成原电池，故C选；
D．反应中S元素的化合价变化，为氧化还原反应，可设计成原电池，故D不选；
故选C。
4．D
A．氢能是利用太阳能等产生的，故属于二次能源，选项A正确；
B．图中涉及的能量转化方式有太阳能、风能、水能转化为电能，电能与化学能的相互转化，电能与光能、热能的转化等，选项B正确；
C．太阳能、风能、氢能都属于新能源，选项C正确；
D．太阳能电池的供电原理实际是热能转化为电能，而燃料电池的供电原理是将化学能转化为电能，所以二者是不相同的，选项D错误；
答案选D。
5．D
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。
6．C
A．燃料电池中，一极通入甲醇、另一极通入氧气、电解质是质子交换膜，则该甲醇燃料电池总反应就是甲醇被氧气氧化生成二氧化碳和水，电池的总反应方程式是2CH3OH + 3O2 =2CO2+ 4H2O，A正确；
B． 负极CH3OH失去电子被氧化，负极反应式是CH3OH + H2O = CO2 +6H+ + 6e-或CH3OH + H2O- 6e- = CO2 +6H+，B正确；
C．电解质是质子交换膜，则正极的反应是O2 + 4H++ 4e- =2H2O ，C错误；
D． 远电池工作时，阳离子移向正极，则H+移向正极，D正确；
答案选C。
7．A
由①知，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原性：M>N；由②知，M为原电池正极，故还原性：P>M；由③知，N为原电池负极，故还原性：N>E。综上所述，还原性：P>M>N>E，综上所述，答案选A。
8．B
A．NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应属于吸热反应，故不选A；
B．Na与H2O反应属于放热反应，故选B；
C．C与CO2高温反应生成CO属于吸热反应，故不选C；
D．CaCO3分解制备CaO属于吸热反应，故不选D ；
选B。
9．B
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 mol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。
10．B
A．Mg、Al、稀硫酸组成的原电池，Mg作负极，电极反应式为，故A错误；
B．由Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池，Al作负极，Mg作正极，负极的电极反应式为，故B正确；
C．由Fe、Cu硫酸铜溶液组成的原电池，Fe作负极，电极反应式为，故C错误；
D．该原电池中，Fe易失去电子而作负极，Cu作正极，负极的电极反应式为，故D错误。
故选B。
11．B
由图可知，断裂化学键吸收的能量小于形成化学键释放的能量，为放热反应，以此来解答。
【详解】
A．因反应物的能量高于生成物的能量时，反应是放热反应，故A错误；
B．因旧键的断裂吸收能量，由图可知断裂2molA－B键需要吸收ykJ能量，故B正确；
C．由图可知，1molA2和1molB2的总能量高于2molAB的总能量，故C错误；
D．因旧键的断裂吸收能量，而不是释放能量，故D错误；
故选B。
12．C
A．由图可知反应物的总能量大于生成物的总能量，所以该反应为放热反应，故A错误；
B．断键要吸收能量，所以断裂1mol H-H键和1mol Cl-Cl键吸收x kJ能量，故B错误；
C．由图可知，断裂2mol H-Cl键需要吸收y kJ的能量，故C正确；
D．由图可知反应物的总能量大于生成物的总能量，即2mol HCl的总能量低于1mol H2和1mol Cl2的总能量，故D错误；
故选C。
13．C
A．该装置为原电池，由Pt电极上的反应：可知，Pt电极上发生还原反应，Pt电极为正极，A正确；
B．Pt电极为正极，电极为负极，所以Pt电极的电势高于电极的电势，B正确：
C．电子从电极(负极)经导线流向Pt电极(正极)，且不能进入溶液，C错误：
D．电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为，D正确。
故选：C。
14．C
A．根据元素化合价变化知，Zn失电子而作负极，负极上OH-参加反应导致其浓度减小，溶液的碱性降低，pH减小，故A错误；
B．该原电池中，Zn是负极、Ag2O是正极，电子从负极Zn沿导线流向正极Ag2O，故B错误；
C．电池反应中Zn元素化合价由0价变为+2价、Ag元素化合价由+1价变为0价，所以Zn是负极、Ag2O是正极，负极上发生氧化反应、正极上发生还原反应，故C正确；
D．Zn失电子发生氧化反应、Ag2O得电子发生还原反应，故D错误；
故选：C。
15．B
A．蓄电池放电时，该装置是原电池，负极上失电子发生氧化反应，该装置中Pb失电子发生氧化反应，所以Pb是负极，故A错误；
B．负极上Pb失电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，即Pb-2e-+＝PbSO4，故B正确；
C．铅酸蓄电池放电时消耗硫酸，溶液的酸性降低，1molPb反应转移2mol电子，消耗2mol硫酸，所以当电路中转移2mol电子时消耗2 mol H2SO4，故C错误；
D．铅酸蓄放电时两极板质量均增加，负极铅变为硫酸铅增加硫酸根，正极反应为PbO2+SO+2e-+4H+＝PbSO4+2H2O，每转移1mol电子相当于增加0.5molSO2，即质量增加32g，故D错误；
故选B。
16．     Pb-2e-+SO=PbSO4     变大     Cu     6.4     B     2H2+O2=2H2O     负     CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O     O2+2CO2+4e-=2CO
(1)原电池中负极发生氧化反应，根据总反应可知放电时Pb被氧化为硫酸铅，所以负极反应式为Pb-2e-+SO=PbSO4；根据总反应可知，电池工作时消耗硫酸，所以铅酸蓄电池里电解质溶液的pH变大；
(2)原电池中负极发生氧化反应，所以负极所用材料应为Cu，根据电子守恒转移0.2mol电子时反应0.1molCu，质量为0.1mol×64g/mol=6.4g；
(3)铝在浓硝酸中钝化，所以插入浓硝酸时铜被氧化为负极；铝可以与烧碱溶液反应，铜不反应，所以插入烧碱溶液中铝被氧化为负极，故答案为B；
(4)①氢氧燃料电池中，负极氢气被氧化生成水，正极氧气被氧化生成水，总反应为2H2+O2=2H2O；
②燃料电池中，通入燃料的一极为负极，即通入甲烷气体的一极是原电池的负极，甲烷失电子被氧化，电解质溶液显碱性，生成碳酸根，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O；
③CO为负极气体，空气与CO2的混合气体为正极气体，则总反应为2CO+O2=2CO2，总反应减去负极反应可得正极反应为O2+2CO2+4e-=2CO。
17．     D     A     =     增大     2mol
(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2mol电子通过时，溶液中消耗的物质的量为2mol。
18．     Zn     Zn－2e－=Zn2＋     水果类型(电解质溶液)相同时，实验1中锌的还原性大于铜，锌是负极，实验5中锌的还原性小于铝，锌是正极     水果的类型(或电解质溶液)     电极材料
(1)实验2中，锌比铜活泼，作负极，电极反应式为：Zn－2e－=Zn2＋；
(2)实验1和5电流方向相反的原因是：水果类型(电解质溶液)相同时，实验1中锌的还原性大于铜，锌是负极，实验5中锌的还原性小于铝，锌是正极；
(3)水果的类型(或电解质溶液)，是影响水果电池的电压的因素；
(4)比较实验2、6和实验1、5可知电极材料不同，水果电池的电压还与电极材料有关。
19．     放热     Na2O或CaO(答案合理即可)     吸热     B     饱和澄清石灰水变浑浊     铝和NaOH溶液反应生成H2的反应是放热反应，氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低
【解析】
【详解】
(1)①由图1可知，装置中的压强大于外界大气压，若反应没有气体生成时，说明该反应为放热反应，反应时放出热量使装置中压强增大，加入的物质X可能是Na2O、CaO等，故答案为：Na2O或CaO；
②由图2可知，装置中压强小于外界大气压，若反应没有气体生成时，说明该反应为吸热反应，反应时吸收热量使装置中压强减小；CO还原CuO的反应为放热反应，CaCO3受热分解的反应为吸热反应，Al和Fe2O3高温条件下的反应为放热反应，则B符合题意，故答案为：吸热；B；
(2)把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，向试管中放入几小块铝片，再滴入5mL NaOH溶液，铝和NaOH溶液反应生成H2的反应是放热反应，放出的热量使澄清石灰水的温度升高，氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低，杯中析出氢氧化钙使饱和澄清石灰水变浑浊，故答案为：饱和澄清石灰水变浑浊；铝和NaOH溶液反应生成H2的反应是放热反应，氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低。