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考点15 化学反应与能量变化(测试)——2023年高中化学学业水平考试专项精讲+测试(人教版2019必修1+必修2)
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测试15 化学反应与能量变化一、选择题1.下列设备工作时,将化学能转化为电能的是( )ABCD锂离子电池硅太阳能电池电动车电池充电燃气灶2.下列关于能量的说法不合理的是( )A.太阳能电池将化学能转化为电能B.镁条与盐酸反应过程将化学能转化成热能C.火力发电涉及多种能量之间的转化D.化学反应中,断裂化学键要吸收能量,形成化学键要释放能量3.下列说法不正确的是( )A.充分有效的利用能源是节能的重要方式之一B.若反应物的总能量低于生成物的总能量,则该反应吸热C.断开1molH2中的化学键要放出436kJ的能量D.盐酸与碳酸氢钠的反应是吸热反应4.已知2SO2+O22SO3为放热反应,对该反应的下列说法正确的是( )A.O2的能量一定高于SO3的能量 B.SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量C.SO2的能量一定高于SO3的能量 D.因该反应为放热反应,故不必加热就可发生5.下列有关原电池的说法中正确的是( )A.在内电路中,电子由正极流向负极B.在原电池中,一定是相对较活泼的金属作负极,不活泼的金属作正极C.原电池工作时,正极表面一定有气泡产生D.原电池工作时,可能会伴随着热能变化6.某化学反应的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )A.该反应需要加热才能进行B.该图示可表示氢气与氯气的反应C.反应物的键能总和小于生成物的键能总和D.该反应可看成是热能转化为化学能被生成物所储存7.某兴趣小组以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池,装置如下图。当电池工作时,下列说法不正确的是( )A.铜片为正极 B.负极的电极反应为Zn-2e-=Zn2+C.化学能主要转化为电能 D.电子从锌片经水果流向铜片8.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.烧杯中溶液的:甲增大,乙不变 D.产生气泡的速度甲比乙快9.将锌片和铜片用导线相连浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计(装置如图),若该电池中两电极的总质量为60g,工作一段时间后,取出锌片和铜片洗净干燥后称重,总质量为47g。下列叙述不正确的是( )A.无论a和b是否连接,稀硫酸均参与反应B.a和b用导线连接时锌片为负极,发生的反应式为:Zn-2e-=Zn2+C.该过程中产生H2(标准状况下)的体积为4.48LD.电子从锌电极流出,经导线流入铜电极,经过电解质溶液回到锌电极10.锌—铜原电池示意图如图所示。下列说法正确的是( )A.电子由锌片流向硫酸铜溶液再流向铜片B.溶液颜色由无色变为蓝色C.负极质量减少,正极质量增加D.该装置能将化学能完全转化为电能11.有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是( )A.图Ⅰ所示电池中,电子经石墨电极沿电解质溶液流向锌筒B.图Ⅱ所示电池中,MnO2的作用是作氧化剂C.图Ⅲ所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变D.图Ⅳ所示电池中,Zn是还原剂,在电池工作过程中被还原12.下图为反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的能量变化示意图,下列说法正确的是( )A.形成2mol H2(g)和1mol O2(g)中的化学键,共吸收1370.8kJ能量B.1mol H2(g)和0.5mol O2(g)生成1mol H2O(l)放出240.2kJ能量C.2mol H2(g)和1mol O2(g)反应生成2mol H2O(g),共放出480.4kJ能量D.2mol H2(g)和1mol O2(g)的总能量低于2mol H2O(g)的总能量13.最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图:下列说法正确的是( )A.该能量图也可以表示碳酸氢钠与盐酸的反应过程B.CO2所具有的能量比CO和O要高C.状态Ⅰ→Ⅱ的过程可以说明,形成化学键会向环境放出能量D.状态Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的过程中,反应体系经历了向环境吸收和放出能量的过程14.氢能的低成本、低温、高效率制取一直是亟待解决的关键难题。实验计算机模拟在催化剂表面水煤气变换低温产氢反应(CO+H2O=CO2+H2)过程中能量的变化如图所示,下列说法正确的是( )A.CO+H2O=CO2+H2为放热反应 B.状态3中物质状态最稳定C.过程I、II、III均需要吸收能量 D.该反应类型为置换反应15.纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制H2,过程如图所示。下列说法中,不正确的是( )A.过程I的反应:2Fe3O4=6FeO+O2↑B.Fe3O4、FeO以太阳能为热源分解水制H2过程中的催化剂C.过程I、Ⅱ的总反应:2H2O=2H2↑+O2↑D.整个过程实现了太阳能向化学能的转化16.镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电反应按下式进行:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2,有关该电池的说法正确的是( )A.充电时阳极反应:Ni(OH)2+OH--e-===NiOOH+H2OB.充电过程是化学能转化为电能的过程C.放电时负极附近溶液的碱性不变D.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动17.普通锌锰干电池的构造如图所示,其电池反应的方程式为:Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)下列说法不正确的是( )A.石墨作正极B.锌发生氧化反应C.电池工作时,电子从石墨经导线流向锌D.正极的电极反应为:NH4++MnO2+e-=MnO(OH)+NH318.一种高性能的直接硼氢燃料电池如图所示,其总反应为BH+2O2===BO+2H2O。该电池工作时,下列说法正确的是( )A.电子由Pt电极经外电路、石墨电极、NaOH溶液回到Pt电极B.负极反应式为BH-8e-+8OH-===BO+6H2OC.OH-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2.24 L O2在石墨电极上参与反应19.有一种可穿戴电池,其结构如图所示,该电池的总反应为,关于此电池,下列说法错误的是( )A.为负极,生成的向正极移动B.正极反应式为C.当溶解时,有电子由负极经隔离膜流向正极D.凝胶电解质可提高电池的安全性和稳定性20.某同学将甲、乙两电极插人溶液X中,装置如图所示,几分钟后,观察到U形管中液柱出现如图变化,下列最合适的组合是( )选项甲电极乙电极溶液XAAgCu硝酸银溶液BZnFe稀硫酸CCuFe硫酸铜D石墨Zn稀盐酸21.化学反应的能量变化如图所示,则下列说法不正确的是( )A.该反应是放热反应B.键和键断裂能放出的能量C.键断裂需要吸收的能量D.2mol AB的总能量低于1mol A2和1mol B 2的总能量22.氢能源汽车纷纷亮相。氢燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。某种氢燃料电池的内部结构如图,下列说法正确的是( )A.a处通入氧气B.电池每消耗1mol氢气,电路中通过的电子数目为NAC.右侧的电极反应式为:O2+4H++4e-=2H2OD.右侧电极为电池的负极23.氮及其化合物在催化剂作用下的转化过程中的能量变化及机理如图,下列分析正确的是( )A.过程Ⅰ、Ⅱ均属于氮的固定B.由图可知,过程Ⅰ发生的总反应为放热反应C.过程Ⅱ中,在催化剂b表面被氧化的过程中没有能量变化D.过程Ⅱ中,发生反应的化学方程式为4NH3+7O2=4NO2+6H2O24.常温下,1 mol化学键形成(或断裂)的能量变化用E表示。下列说法正确的是( )化学键H- HCl- ClH-ClE/ (kJ/ mol)436243431A.H(g)和Cl(g)形成HCl(g)的过程要吸收能量B.H2和Cl2反应形成HCl的过程中,极性键断裂,非极性键形成C.该反应过程中,断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量D.1molH2(g)和1molCl2(g)的总能量高于2molHCl(g)的总能量25.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.该反应是吸收能量的反应B.1molA—A键和1molB—B键断裂能放出xkJ的能量C.2molA—B键断裂需要放出ykJ的能量D.1molA2和1molB2的总能量高于2molAB的总能量二、非选择题26.化学反应中的能量变化是人类获取能量的中重要途径(1)液化气是一种重要的家庭燃料,下列示意图与液化气在燃烧过程中的能量变化最相符的是______。A. B. C.(2)"冰袋"可用于短时间保鲜食物。将一定量的碳酸钠晶体与硝酸铵晶体密封于一塑料袋中,用线绳绑住塑料袋中间那部分,使两种晶体分开,做成“冰袋”。使用时将线绳解下,用手将袋内两种固体粉末充分混合,便立即产生低温。由此判断:碳酸钠晶体与硝酸铵晶体的总能量______(填“高于”或“低于”)反应后生成物的总能量(3)化学反应中的能量变化不仅仅表现为热量的变化,有时还可以表现为其他形式的能量变化。比如,蜡烛燃烧可用来照明,这个过程是将化学能转化为______和热能;人们普遍使用的干电池工作时是将化学能转化为______(4)下列反应中,属于放热反应的是______。①煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO) ②燃烧木炭取暖③炸药爆炸 ④酸与碱的中和反应⑤生石灰与水作用制熟石灰 ⑥食物因氧化而腐败(5)已知拆开1 mol H2中的化学键要吸收436 kJ的能量,拆开1 mol O2中的化学键要吸收496 kJ的能量,形成水分子中的1 mol H—O键要放出463 kJ的能量,试计算2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)反应中的ΔH=______kJ·mol-1。27.根据原电池原理,结合装置图,按要求解答问题:(1)若X为Zn,Y为稀硫酸溶液,则铜电极上的现象为_______;溶液中的移向_______(填“Cu”或“Zn”)电极。(2)若X为银,Y为硝酸银溶液,则电子从_______(填“Cu”或“Ag”)电极流出,Ag电极上的电极反应为_______。(3)若X为Fe,Y为浓硝酸,则X为_______极(填“正”或“负”),电池的总反应为_______。(4)若把反应利用上图设计成原电池,则X为_______(填材料的名称),Y为_______(填化学式)。28.请回答下列问题:(1)把A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验。装置电子从A到BC电极的质量增加二价金属D不断溶解根据表中信息判断四种金属活动性由大到小的顺序是_______;写出装置乙中正极的电极反应式:_______。(2)锂离子电池已经成为新一代实用的蓄电池,它具有能量密度大、电压高的特性。某锂离子电池放电时电极反应如下:负极Li-e-=Li+,正极Li1-xMnO2+xLi++xe-=LiMnO2该锂离子电池放电时电池的反应方程式为_______。(3)H2还原CO电化学法制备甲醇(CO+2H2=CH3OH)的工作原理如下图所示:通入H2的一端是电池的_______极(填“正”或“负”),电池工作过程中H+通过质子膜向_______(填“左”或者“右”)移动,通入CO的一端发生的电极反应式为_______。29.回答下列问题:(1)键能是表征化学键强度的物理量,可以用键断裂时所需能量的大小来衡量。从断键和成键的角度分析反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)中能量的变化,化学键的键能如表所示:化学键H—HO=OH—O键能(kJ·mol-1)436496463则生成1molH2O(g)可以放出____kJ热量。(2)下列反应中,属于放热反应的是____(填字母,下同),属于吸热反应的是____。A.盐酸与烧碱溶液反应 B.Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑C.氢气在氧气中燃烧生成水 D.高温煅烧石灰石使其分解e.铝和盐酸反应 f.葡萄糖在人体内氧化分解(3)A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。装置 现象金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生根据实验现象回答下列问题:①装置甲溶液中的阴离子移向____(填“A”或“B”)极。②装置乙中正极的电极反应式为____。③四种金属活动性由强到弱的顺序是____。30.燃料电池是利用燃料与氧气反应从而将化学能转化为电能的装置。(1)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。①A为生物燃料电池的_______(填“正”或“负”)极。②正极反应式为_______。③放电过程中,由_______极区向_______极区迁移(填“正”或“负”)。④在电池反应中,每消耗氧气,理论上生成标准状况下二氧化碳的体积是_______。(2)一氧化碳无色无味有毒,世界各国每年均有不少人因一氧化碳中毒而失去生命。一种一氧化碳分析仪的工作原理如图所示,该装置中电解质为氧化钇一氧化钠,其中可以在固体介质中自由移动。传感器中通过的电流越大,尾气中一氧化碳的含量越高。①工作时,由电极_______向电极_______移动(填“a”或b”);②电子由电极_______通过传感器流向电极_______(填“a”或b”)。
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