高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化精练

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化精练，共22页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．原电池的电极反应不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是
A．由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Al-3e﹣=Al3+
B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Mg-2e﹣=Mg2+
C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Fe-2e﹣=Fe2+
D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu-2e﹣=Cu2+
2．下列化学反应中可以设计为原电池的是
A．B．
C．D．
3．化学与社会、生产、生活和科技密切相关。下列有关说法错误的是
A．食醋又称为冰醋酸，易溶于水和乙醇
B．干冰、AgI都可用于人工降雨，但原理不同
C．可燃冰属于新型的一次能源
D．家用不粘锅的保护膜氟纶属于有机高分子材料
4．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
5．碳中和作为一种新型环保形式，可推动全社会绿色发展。我国争取2060年前实现碳中和，科学家正在研究建立如图所示的二氧化碳新循环体系：
下列说法正确的个数是
①燃烧时化学能可以转化为热能 ②光能(或电能)可以转化为化学能
③无机物和有机化合物可以相互转化 ④减少碳排放有利于缓解全球变暖
⑤风电、光伏发电等新能源的开发和使用可减少碳排放
A．五个B．四个C．三个D．两个
6．如图所示，为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法不正确的是
A．过程①将太阳能转换成化学能
B．电能属于一次能源
C．能量利用率：燃料电池比直接燃烧高
D．过程②将化学能转换为电能
7．下列关于能源的说法不正确的是( )
A．地球上最基本的能源是太阳能
B．氢气是重要的绿色能源，贮氢金属、薄膜金属氢化物、某些无机物和某些有机液体氢化物等材料的发展，为解决氢气的贮存问题指明了方向
C．利用植物的秸秆等制沼气、利用玉米制乙醇、使用太阳能热水器、利用生活垃圾发电等过程都涉及了生物质能的利用
D．化石燃料仍是目前世界上能源的最主要来源
8．利用二氧化铈（）在太阳能的作用下将、转变成、和CO。其过程如下：、。下列说法不正确的是（ ）
A．是该反应的催化剂B．整个过程没有消耗
C．该过程实现了太阳能向化学能的转化D．在第一个反应中作氧化产物
9．下列说法正确的是（ ）
A．煤等化石燃料是可再生能源
B．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C．节能减排符合低碳经济的要求
D．有能量变化的都是化学变化
10．某集团拟在太空建立巨大的激光装置，把太阳光变成激光用于分解海水制氢气，其反应式可表示为2H2O2H2↑+O2↑。有下列几种说法：①水的分解反应是放热反应；②氢气是一级能源；③使用氢气作燃料有助于控制温室效应；④该过程将光能转化为化学能。以上叙述中正确的是
A．①②B．③④C．②③④D．①③④
11．2022年北京冬奥会和冬残奥会通过科技助力“碳中和”，体现绿色环保理念。下列说法错误的是
A．火炬“飞扬”采用氢能为燃料，体现“绿色低碳”的发展理念
B．火炬“飞扬”外壳由有机高分子材料碳纤维制成
C．奥运场馆使用的碲化镉发电玻璃，实现了太阳能向电能的转化
D．冬奥会使用的餐具均由可降解聚乳酸生物新材料制成，能有效减少白色污染
12．某储能电池的工作原理是：。下列说法正确的是
A．放电时，在正极上发生氧化反应
B．放电时，完全反应转移电子
C．充电时，阳极反应式为
D．充电时，阴极与直流电源的正极连接
13．美国《时代周刊》将氢燃料电池评为21世纪对人类生活具有重大影响的技术之一、培根电池是一种碱性的氢氧燃料电池，已经应用在“阿波罗六号”太空船上。将多个培根电池组合为电池组，向外供电，电池组工作稳定后，它的电动势和内阻基本保持不变。电池所产生的水可以作为饮用水，今欲得常温下水1L，则电池内电子转移的物质的量约为
A．8.9×10-3 mlB．4.5×10-2 ml
C．1.1×102 mlD．5.6×10 ml
14．利用和的反应，在溶液中用铂作电极可以构成原电池。下列说法正确的是：
①每消耗1ml可以向外电路提供8ml e-
②在负极上获得电子，电极反应式为：O2+4e－+2H2O＝4OH－
③外电路电子由负极流向正极，内电路电子由正极流向负极
④电池放电过程中，溶液的碱性逐渐减弱
⑤负极发生氧化反应，正极发生还原反应
⑥负极附近会出现淡蓝色火焰
A．①④⑤B．①②⑤C．②③⑤D．②⑤⑥
15．执法交警最常用的一种酒精检测仪的工作原理示意图如图所示，其反应原理为，被测者呼出气体中所含的酒精被输送到电池中反应产生微小电流，该电流经电子放大器放大后在液晶显示屏上显示其酒精含量。下列说法不正确的
A．电解质溶液中的移向a电极
B．b为正极，电极反应式为
C．呼出气体中酒精含量越低，微处理器中通过的电流越大
D．a极上的电极反应式为
二、填空题
16．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。
(1)如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定.其负极发生反应的化学方程式为_______，若将负极材料改为，写出其负极发生反应的方程式：_______。
(2)以代替氢气研发燃料电池是当前科研的一个热点.使用的电解质溶液是的溶液，电池总反应为.该电池负电极发生反应的化学方程式为_______；每转移的电子产生标准状况下的气体的体积为_______L。
(3)图为青铜器在潮湿环境中因发生电化学反应而被腐蚀的原理示意图。
①腐蚀过程中，正极是_______(填“a”“b”或“c”)。
②环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，其离子方程式为_______。
③若理论上耗氧体积为(标准状况下)，则生成_______。
17．阅读下列关于燃料电池的短文并填空。
化学电池用途广泛，燃料电池具有能量转化率高、对环境友好等优点。燃料电池在工作时，从负极连续通入、、等燃料，从正极连续通入，以溶液或为电解质溶液，发生反应生成、或等，同时产生电能，目前已研制成功—空气燃料电池，它可以代替汽油为汽车提供动力，也可用作照明电源。
(1)在上述十种物质中，属于电解质的是___(填序号，下同)；属于非电解质的是___。
(2)氢氧燃料电池通常有酸式和碱式两种：
①以稀硫酸为电解质溶液时，正极的电极反应式为___。
②以KOH溶液为电解质溶液时，负极的电极反应式为___。
③用氢氧燃料电池提供动力的汽车作为上海世博园中的交通工具之一，下列有关说法不正确的是___(填标号)。
A．太阳光催化分解水制氢气比电解水制氢气更节能
B．用氢氧燃料电池提供汽车动力更能保护环境
C．分别以稀硫酸、KOH溶液为电解质溶液的两种氢氧燃料电池的负极电极反应式相同
D．分别以稀硫酸、KOH溶液为电解质溶液的两种氢氧燃料电池的总反应式相同
(3)Al—空气燃料电池反应原理：负极的金属Al在氯化钠溶液中与空气中的O2发生反应生成Al(OH)3。若负极有9gAl参加反应，则正极消耗O2的质量为___g。
18．原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。
(1)现有如下两个反应：A．NaOH＋HCl=NaCl＋H2O；B．Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。判断上述两个反应中能设计成原电池的是___ (填“A”或“B”)。
(2)将纯锌片和纯铜片按图中方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：
①下列说法正确的是_______。
A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置
B．乙中铜片上没有明显变化
C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少
D．两烧杯中溶液的pH均增大
②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲_______乙(填“>”“ Zn—2e—=Zn2＋ 1 ml/L
(3)6
【分析】构成原电池的条件是：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。
【详解】（1）构成原电池条件之一是能发生氧化还原反应，由方程式可知，盐酸与氢氧化钠溶液的中和反应是没有元素化合价变化的非氧化还原反应，不能设计成原电池，锌与稀硫酸的反应是有元素化合价变化的氧化还原反应，能设计成原电池，故答案为：B；
（2）①A．由图可知，甲装置为将化学能转化成电能的原电池装置，乙装置没有形成闭合回路，不属于原电池装置，故错误；
B．由图可知，乙装置没有形成闭合回路，不属于原电池装置，铜与稀硫酸不发生反应，所以铜片上没有明显变化，故正确；
C．由图可知，甲装置为将化学能转化成电能的原电池装置，金属性比铜活泼的锌为负极，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，铜片质量不变，故错误；
D．由图可知，两烧杯中发生的反应都为Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，反应中消耗稀硫酸，溶液的氢离子浓度减小，溶液pH增大，故正确；
故选BD；
②由图可知，甲装置为将化学能转化成电能的原电池装置，原电池反应加快反应速率，则甲烧杯中产生气泡的速度快，故答案为：＞；
③由图可知，甲装置为将化学能转化成电能的原电池装置，金属性比铜活泼的锌为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn—2e—=Zn2＋，故答案为：Zn—2e—=Zn2＋；
④由图可知，乙中发生的反应为Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，由题意可知，原稀硫酸的物质的量为+0.1 ml/L×1L×=0.1 ml，则溶液的浓度为=1 ml/L，故答案为：1 ml/L；
（3）由题意可知，通入甲醇的石墨电极为燃料电池的负极，碱性条件下甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH3OH—6e—+8OH—=CO+6H2O，则电池工作消耗1 ml甲醇时，电路中通过电子的物质的量为6ml，故答案为：6。
19． b 负 负 流出 负 还原 Zn Ag2O 32.5 不变
【详解】(1)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动， X是负极；Y是正极，氧气得电子，氧气应通入正极。
(2)根据电极反应可知，A极发生氧化反应，应该是电池的负极，电子从该极流出。
(3)①根据电极反应可知Zn失电子被氧化而溶解，Ag2O得电子被还原发生还原反应。
②发生原电池反应时，电子由负极经外电路到正极，即电子从Zn极经外电路到Ag2O极，当通过电路1 ml时，负极消耗Zn的质量是32.5 g。
③根据电极反应式，电池中KOH只起到增强导电的作用，不参与反应，故电池使用过程中KOH的量不变。
20． 负 Fe (OH)2＋2 e－＝Fe＋2OH－ 氧化 K1 K2 外加电源阴极保护法(或阴极电保护法) 1.12L
【分析】（1）①此蓄电池在充电时，电池负极应与外加电源的负极连接作阴极，得电子发生还原反应；
②根据电池总反应NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2中，充放电过程中Ni的化合价升降变化，判断电极发生的反应类型。
（2）①只闭合K1为电解池，铁做阳极，铁失电子生成亚铁离子，由于电源不断提供电子，铁电极腐蚀较快；只闭合K2为电解池，铁做阴极，被保护，不被腐蚀；只闭合K3为原电池，铁做负极，铁失去电子生成亚铁离子发生吸氧腐蚀，则铁的腐蚀的速度最快的是只闭合K1；只闭合K2为电解池，铁做阴极，被保护，不被腐蚀，该防护法称为外加电源的阴极保护法；
②只闭合K3为原电池，铁做负极，铁失去电子生成亚铁离子发生吸氧腐蚀，电极反应为：Fe-2e-= Fe2+，当铁棒质量减少5.6g时，算出反应掉铁的物质的量，即铁棒减少0.1ml，共转移0.2ml电子，石墨电极上，氧气得电子与水反应生成氢氧根离子，电极反应为：2H2O+O2+4e-=4OH-，根据得失电子守恒，转移0.2ml电子消耗氧气的物质的量为=0.05ml，则标准状况下，石墨电极消耗的氧气的体积为0.05ml×22.4L/ml=1.12L。
【详解】(1)①此蓄电池在充电时，电池负极应与外加电源的负极连接作阴极，得电子发生还原反应，反应式为：Fe(OH)2+2e-═Fe+2OH-，
故答案为负；Fe(OH)2+2e-═Fe+2OH-；
②根据电池总反应NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2，放电时NiO2转化为Ni(OH)2，Ni的化合价由+4价降低为+2价，得电子发生还原反应，该电极为正极，在充电时该电极发生的反应为放电时的逆过程，即发生氧化反应，
答案为：氧化；
(2)①只闭合K1为电解池，铁做阳极，铁失电子生成亚铁离子，由于电源不断提供电子，铁电极腐蚀较快；只闭合K2为电解池，铁做阴极，被保护，不被腐蚀；只闭合K3为原电池，铁做负极，铁失去电子生成亚铁离子发生吸氧腐蚀，则铁的腐蚀的速度最快的是只闭合K1；只闭合K2为电解池，铁做阴极，被保护，不被腐蚀，该防护法称为外加电源的阴极保护法，
答案为：K1；K2；外加电源阴极保护法(或阴极电保护法)；
②只闭合K3为原电池，铁做负极，铁失去电子生成亚铁离子发生吸氧腐蚀，电极反应为：Fe-2e-= Fe2+，当铁棒质量减少5.6g时，即铁棒减少=0.1ml，共转移0.2ml电子，石墨电极上，氧气得电子与水反应生成氢氧根离子，电极反应为：2H2O+O2+4e-=4OH-，根据得失电子守恒，转移0.2ml电子消耗氧气的物质的量为=0.05ml，则标准状况下，石墨电极消耗的氧气的体积为0.05ml×22.4L/ml=1.12L，
答案为：1.12L。
21．(1) 正 Zn-2e=Zn2+ 有气泡产生 反应前后溶液颜色与铜电极表面没有明显变化
(2) 电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu) H+向正极(Cu)移动、SO向负极(Zn)移动
(3) 高于 慢
(4)12.9g
(5)BCD
【分析】装置A中金属Zn与稀硫酸反应为；装置B为原电池，Cu作正极，发生还原反应，有气泡产生，Zn作为负极，发生氧化反应；据此分析解题。
【详解】（1）装置B为原电池，Cu作正极，发生还原反应，，有气泡产生；Zn作为负极，发生氧化反应，；反应前后溶液颜色与铜电极表面没有明显变化，说明Cu没有参与反应；故答案为正；；有气泡产生；反应前后溶液颜色与铜电极表面没有明显变化；
（2）据分析可知，Cu作正极，发生还原反应，得到电子；Zn作为负极，发生氧化反应，失去电子；所以装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu)；“离子导体”中主要离子的移动方向可描述为H+向正极(Cu)移动、SO向负极(Zn)移动；故答案为电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu)；H+向正极(Cu)移动、SO向负极(Zn)移动；
（3）实验过程中装置A内溶液的温度升高，从能量转化的角度来看，装置A中反应物的总能量高于生成物的总能量；装置B的电流计指针发生偏转，原电池可以加快反应速率，所以A中反应速率比B中慢；故答案为高于；慢；
（4）装置B中稀H2SO4用足量CuSO4溶液代替，Cu作正极，发生还原反应为；Zn作为负极，发生氧化反应，；当导线中有0.2ml电子转移时，Zn电极质量减少；Cu电极质量增加；Zn电极和Cu电极的质量差为起始时Zn电极和Cu电极的质量相等，当导线中有0.2ml电子转移时，Zn电极和Cu电极的质量差为12.9g；故答案为12.9g；
（5）A．构成原电池内界条件是自发的发生氧化还原反应，所以理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池，故A正确；
B．装置B中Cu作正极，可用碳棒代替，故B错误；
C．原电池的负极发生氧化反应，故C错误；
D．原电池装置中化学能部分转化为电能，故D错误；
故答案选BCD。
22．(1) 放热 U形管左端液柱降低，右端液柱升高
(2) 导管内形成一段液柱 产生气泡，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱
(3) Ⅲ 锌和稀硫酸反应产生氢气，通过导气管进入烧杯中，产生气泡，无法判断反应是吸热反应还是放热反应
(4) Ⅰ或Ⅱ 棉花燃烧
【分析】本题利用气体的热胀冷缩，来判断热量变化。
【详解】（1）酸碱中和反应属于放热反应，氢氧化钡与硫酸反应属于中和反应，反应放热，所以锥形瓶中气体受热膨胀，导致U形管左端液柱降低，右端液柱升高；
（2）①若M为，溶于水吸热，外管内气体温度降低收缩，则实验过程中烧杯中可观察到的现象烧杯里的导管内形成一段液柱；
②若M为NaOH，NaOH溶于水放热，外管内气体温度升高膨胀，则实验过程中烧杯中可观察到的现象为产生气泡，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱；
（3）装置Ⅲ不能用来证明“锌和稀硫酸反应是吸热反应还是放热反应”，因为锌和稀硫酸反应产生氢气，通过导气管进入烧杯中，产生气泡，无法判断反应是吸热反应还是放热反应；
（4）方法①：选择上述装置Ⅰ或Ⅱ进行实验，Ⅰ装置右边U形管中左端液柱降低，右端液柱升高(或烧杯中导管中有气泡放出)，证明该反应为放热反应；故答案为Ⅰ或Ⅱ；
方法②：取适量过氧化钠粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到棉花燃烧，则说明该反应放出大量热，使棉花燃烧，证明该反应是放热反应。