化学必修 第二册第一节 化学反应与能量变化习题

6.1化学反应与能量变化同步练习-人教版高中化学必修第二册

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．已知空气—锌电池的电极反应为：锌片：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O，石墨O2+2H2O+4e-=4OH-， 根据此判断，锌片是

A．负极，并被氧化 B．负极，并被还原

C．正极，并被氧化 D．正极，并被还原

2．为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3D−Zn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D−Zn—NiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是

A．三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高

B．放电过程中OH−通过隔膜从负极区移向正极区

C．充电时阴极反应为ZnO(s)+H2O(l) +2e−= Zn(s)+2OH−(aq)

D．放电时正极反应为NiOOH(s)+H2O(l) +e− =Ni(OH)2(s)+OH−(aq)

3．纯锌跟稀硫酸反应速率很小，为了加快锌的溶解和放出氢气的速率，并且使产生氢气的量不变，当稀硫酸过量时，可向其中加少量（    ）

A．镁条 B．CuSO4溶液 C．硫酸铜固体 D．铜

4．下列说法不正确的是

A．任何化学反应都伴随有能量变化

B．任何化学反应中的能量变化都表现为热量的变化

C．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应

D．反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生吸热反应

5．下列各组物质之间的相互反应,说法错误的是

A．CaO与H2O是吸热反应

B．HCl与KOH是放热反应

C．CH4燃烧是放热反应

D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl是吸热反应

6．下列化学反应中可以设计为原电池的是

A． B．

C． D．

7．有A、B、C、D四种金属，用稀硫酸作电解质溶液，当A、B组成原电池时，电子流动方向A→B；当A、D组成原电池时，A为正极；B与C构成原电池时，C极发生还原反应，B极发生氧化反应。则A、B、C、D金属性由强到弱的顺序为

A．A＞B＞C＞D B．A＞B＞D＞C

C．D＞C＞A＞B D．D＞A＞B＞C

8．Zn－PbO2是一种新型电池，其示意图如图所示。a、b为离子交换膜，A、B、C三个区域的电解质溶液分别为KOH、K2SO4和H2SO4溶液，该电池工作时B区电解质浓度增大。下列说法错误的是

A．电池工作时，电子由Zn电极流向PbO2电极

B．a膜为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜

C．当电路中转移2 mol电子时理论上产生1 mol

D．PbO2电极的电极反应式为：PbO2＋2e－＋＋4H＋＝ PbSO4＋2H2O

9．下列生活中发生的反应属于吸热反应的是

A．食物的腐败 B．铁和稀盐酸反应

C．蒸馒头时小苏打受热分解 D．生石灰制熟石灰

10．将溶于水会使溶液温度降低，将溶于水会使溶液温度升高，则下列能量转化关系的判断正确的是

A． B． C． D．

二、填空题

11．Ⅰ. 纯电动车采用了高效耐用的一种新型可充电电池，该电池放电时总反应式为：3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。

(1)该电池放电时，负极附近电解质溶液pH的变化       (填“变大”，“变小”，“不变”)，正极电极反应式为       。

(2)放电时每转移3 mol电子，正极被还原的K2FeO4的质量是        

 Ⅱ.十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。回答下列问题：电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如图。

(3)Pt电极(b)上的电极反应式为：       。

12．能量转换过程：化学能热能机械能电能，其中能量转换的关键环节是           。

13．人类利用化学反应不仅可以创造新物质，还可以获取能量或实现不同形式能量之间的转化。如用柴木可以生火取暖和照明，在这个过程中        能转化成了         能、          能等；又如，利用电池的化学反应可获取驱动汽车的电能，在该过程中，实现了        能与        能的相互转化。

14．原电池是将        能转化为        能的装置。在Al和Cu做电极材料，稀盐酸做电解质溶液的原电池中，Al为        极，电极反应式为        ；Cu为        极，电极反应式为        ；电池总反应式为        。

15．写出下列原电池的电极反应式和总反应的化学方程式。

(1)铜片、银片和硝酸银溶液组成的原电池

①负极反应式是             ；

②正极反应式是             ；

③总反应的化学方程式是          。

(2)铁棒、石墨碳棒和稀硫酸组成的原电池

①负极反应式是            ；

②正极反应式是            ；

③总反应的化学方程式是        。

16．某小组同学用如图所示装置探究金属锌与稀硫酸的反应，实验发现A中溶液温度升高，B中电流计指针发生偏转。

(1)A中反应的离子方程式为       。

(2)B中Cu板上的现象是       ，电极反应式为       。

(3)从能量转化的角度看，A、B中反应物的总能量       (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物总能量。B中将化学能主要转变为       能。

(4)该小组同学反思原电池的原理，下述观点中正确的是_______(填字母序号)。

A．原电池反应中一定有电子转移 B．原电池装置需要2个电极

C．电极一定不能参加反应 D．氧化反应和还原反应分别在两极发生

17．(1)利用8NH3+6NO2=7N2+12H2O可以消除氮氧化物的污染，若设计成原电池，使用2mol·L-1的KOH溶液为电解质溶液。该电池正极的电极反应式为       ，放电一段时间后，负极附近溶液pH将       (填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图所示

①写出催化重整的化学方程式       。

②电池工作时，向       (填A或B)极移动，电极A上H2参与的电极反应为：       。

③用电器中每转移2mol电子，理论上电极B处消耗的气体体积(标准状况下)为       L。

18．化学能在一定条件下可转化为电能。

(1)如图所示为“锌-铜-稀硫酸”原电池，请写出锌与稀硫酸反应的化学方程式是       。

(2)装置中锌片上发生       (“氧化”或“还原”)反应，电极反应式是       ，是原电池的       极(填“正”或“负”)，能证明化学能转化为电能的实验现象为       。

(3)按照电化学装置的四个构成要素来看，Cu的作用是       。

a．电极反应物    b．电极材料    c．离子导体    d．电子导体

19．一种新型的燃料电池可用于制取乙醛(CH3CHO)，总反应式为，电池的主要构成要素如图所示，请回答下列问题：

(1)该装置的能量转化形式为       。

(2)a电极为燃料电池的       极，该电极的电极反应式为       。

(3)电池工作时，H+由       (填“a电极”或“b电极”，下同)移向       。

(4)生成3.3g乙醛时，需要消耗标准状况下的氧气       mL。

20．化学电源在日常生活中有着广泛的应用。

(1)将石墨和铜片用导线及电流计相连浸入500mL溶液中，构成如图所示的原电池装置，正极发生的电极反应式为       ；该电池在工作时，Cu的质量将       (填“增加”、“减少”或“不变”)。

(2)研究人员发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，电池的总反应方程式为。

①该电池负极的电极反应式为       。

②电池中，不断移动到“水”电池的       极(填“正”或“负”)。

③外电路每通过4mol电子时，生成的物质的量是       mol。

(3)如图是甲烷燃料电池的原理示意图：

①电池的负极是       (填“a”或“b”)电极，该电极的反应式为       。

②电池工作一段时间后，电解质溶液的pH       (填“增大”、“减小”或“不变”)。

三、实验题

21．水合肼(N2H4•H2O)是一种常见的含氮化合物，具有极强的还原性，较弱的碱性(电离时与氨水类似)，受热时易挥发等性质，对肝、肾、血液等系统产生毒副作用。生活中可用于合成发泡剂、除草剂等。

(1)用化学用语(电离方程式)表示水合肼具有弱碱性的原理是：      。

(2)制备水合肼

i.制备水合肼的装置如图所示，仪器a中盛有尿素CO(NH2)2，仪器b中盛有NaClO和NaOH的碱性溶液，NaClO的电子式为      ，水合肼具有极强的还原性，实验时先打开仪器a的活塞将其中的液体加入仪器c中，然后再打开b的活塞，缓慢滴加另一种液体，目的是      。

ii：仪器c中发生反应的离子方程式为      。

iii：仪器d中盛有过量的      (填“硫酸”或“氢氧化钠”溶液)，其目的是      。

(3)提取副产物氯化钠和碳酸钠的溶解度随温度变化曲线如图所示，将仪器c中的液体蒸馏得到水合肼后，从剩余物质中先获得NaCl后，再获得副产物碳酸钠的主要操作为蒸发浓缩、      、过滤、洗涤、干燥。

水合碳酸钠和硝酸铵是常见的一种冷敷袋里的主要物质，请写出十水合碳酸钠(Na2CO3•10H2O)与硝酸铵在一定条件下反应(反应过程中会产生两种气体)的化学方程式      ，该反应中生成物的总能量      反应物的总能量(填“高于”或“低于”)。

22．I.某实验小组自制如图水果电池，探究影响电池效果的因素有哪些，制成记录表格如表：

回答下列问题：

(1)水果电池中，水果的作用是    。

(2)对比实验①②③得出的结论是    。

(3)欲得出“水果种类对电池效果有影响”的结论需要对比实验    。

II.如图为某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。

(4)若电极a为Zn、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸，该装置工作时，SO向    (填“a”或“b”极移动，经过一段时间后，若导线中转移了0.4mol电子，则产生的气体在标准状况下的体积为    L。如果反应太剧烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，该同学在烧杯中分别加入等体积的下列液体，你认为可行的是    (填字母)。

A．蒸馏水    B．NaCl溶液 C．Na2CO3溶液 D．KNO3溶液

23．某研究性学习小组的同学对、、稀硫酸组成的原电池进行了探究，其中甲同学利用如图1所示装置进行探究，乙同学经过查阅资料后设计了图2装置进行探究（盐桥内含有某种电解质的饱和溶液，起到连通电路的作用）。

（1）实验表明，图1中铜电极上有气泡产生，说明反应中有一部分化学能转化为       能。

（2）图2中的X、Y分别是溶液、稀硫酸，实验过程中只有正极上产生气泡，则X是       ，正极上的电极反应式为       。

（3）当图1装置中的溶液质量增加时，生成氢气       L（标准状况）；当图2中锌电极的质量减少时，电路中转移的电子为       。

参考答案：

1．A

2．B

3．D

4．B

5．A

6．D

7．D

8．B

9．C

10．B

11．(1)     变小     FeO+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-

(2)198g

(3)O2+4e-+2H2O=4OH-

12．燃烧

13．     化学能     热能     光能     化学能     电能

14．     化学     电     负     2Al – 6e- =2Al3+     正     6H++6e-=3H2↑     2Al+6H+=2Al3++3H2↑

15．     Cu－2e－=Cu2＋     Ag＋＋e－=Ag     Cu＋2AgNO3=2Ag＋Cu(NO3)2     Fe－2e－=Fe2＋     2H＋＋2e－=H2↑     Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑

16．(1)Zn＋2H＋＝H2↑＋Zn2+

(2)     有气泡产生     2H＋＋2e－＝H2↑

(3)     大于     电

(4)ABD

17．     2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-     减小     CH4+H2OCO+3H2     A     H2-2e-+=H2O+CO2     33.6

18．(1)Zn + H2SO4=ZnSO4 + H2↑

(2)     氧化     Zn−2e-= Zn2+     负     电流表指针发生偏转或铜片上有气泡产生

(3)bd

19．     化学能转化为电能     正          b电极     a电极     840

20．(1)          减少

(2)          正     2

(3)     a          减小

21．(1)N2H4•H2ON2H+OH-

(2)          制备的产品水合肼具有强还原性，而NaClO具有强氧化性，它们能发生反应，必须控制NaClO碱性溶液不过量     ClO-+CO(NH2)2+2OH-Cl-+N2H4•H2O+CO     硫酸     吸收挥发出来的N2H4•H2O，防止污染空气

(3)     冷却结晶     Na2CO3•10H2O+2NH4NO3＝2NaNO3+2NH3↑+CO2↑+11H2O     高于

22．(1)作(提供)电解质溶液

(2)其他条件相同时，电极材料活泼性差别越大，电池效果越好

(3)①④

(4)     a     4.48     AB

23．     电     溶液          22.4     2