（4）化学反应与能量变化——2021-2022学年人教版（2019）高一化学必修二期末回顾提升

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（4）化学反应与能量变化1.下列设备工作时，主要将化学能转化为热能的是(   )ABCD家用燃气灶锌锰干电池锂离子电池硅太阳能电池A.A B.B C.C D.D2.根据反应，设计如图所示原电池，下列说法正确的是(   )A.X可以是银或石墨                                           B.Y是硫酸铜溶液C.溶液中阳离子向铜移动                                   D.电池工作一段时间后，X电极质量减小3.氢气和氧气发生反应的过程，可用如图所示模型表示（“—”表示化学键）。下列有关说法不正确的是(   )A.过程I是吸热过程B.该反应为放热反应C.状态a的总能量大于状态d的总能量D.该反应中的化学能只能与热能发生转化4.用玻璃棒迅速搅拌如图1所示装置内（烧杯与木片之间有一薄层水）的固体混合物，闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手拿起烧杯时发现木片与烧杯粘在一起。下列有关该反应的说法不正确的是(   )A.反应中有热能转化为化学能B.反应中的能量关系如图2C.是吸热反应D.断键吸收的总能量大于成键释放的总能量5.某化学小组为了探究铝电极在原电池中的作用，进行了下列实验，实验结果记录如表。下列说法正确的是(   )编号电极材料电解质溶液电流表指针偏转方向①Mg、Al稀盐酸偏向Al②Al、Cu稀盐酸偏向Cu③Al、石墨稀盐酸偏向_______④Mg、AlNaOH溶液偏向MgA.实验①和②中，Al电极的作用相同B.实验③中，电流表指针偏向石墨C.实验④中，Mg为负极，电极反应式为D.综合以上实验可得出，铝在原电池中的作用与另一个电极材料和电解质溶液均有关6.某兴趣小组设计如图所示的实验装置，电流表指针发生偏转。下列说法不正确的是(   )A.该装置中铝箔为负极B.电子从铝箔流出，经电流表、活性炭、滤纸后回到铝箔C.活性炭上的电极反应式为D.该装置的总反应是7.键能是指1mol化学键断裂形成气态基态原子所需要的最低能量。已知与反应能生成和水蒸气，该反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是(   )A.为放热反应B.若将1mol（g）和2mol（1）的总能量标在图中，则其位置在①、②之间C.若C—H键的键能为415，则中化学键的键能为493D.若该反应过程中转化的化学能为200kJ，则有0.25molCO键生成8.某实验探究小组制作苹果电池，并进行相关实验。①按照图甲所示，连接好铁钉、铜钉、导线和耳机，且断开开关K。②将铁钉、铜钉插入苹果中的不同位置，戴上耳机，再将开关K不断地合上、断开，可听到耳机中“嚓、嚓、嚓……”的声音。③按照图乙所示，将电池与耳机连在一起，也将开关K不断地合上、断开，也可听到耳机中“嚓、嚓、嚓……”的声音。请回答下列问题：（1）第②步操作中出现“嚓、嚓、嚓……”的声音的原因是___________。（2）假设苹果中的电解液是酸溶液（可简单用表示），则负极反应式为___________；正极反应式为___________。（3）第③步操作的目的是___________。（4）若第②步操作中铁钉、铜钉相互接触，则___________（填“能”或“不能”）听到耳机中“嚓、嚓、嚓……”的声音，原因是___________。9.化学反应中不仅有物质变化，而且总是伴随着能量变化。（1）以下实验中发生的反应属于吸热反应的是_____（填序号）。如图所示，能表示①中反应的能量变化的是_____（填字母）。（2）从微观角度分析化学反应中的能量变化：图中①和②分别为__________（填“吸收”或“释放”，下同）、______。（g）与（g）反应生成2 mol（g）时，释放__________kJ能量。（3）当前，很多地区倡导用天然气（主要成分为甲烷）替代煤作为家用燃料，结合下表分析其原因：__________（写两条）。燃料每千克燃料燃烧释放的能量/kJ天然气55812煤2090810.均为有毒气体，对废气的资源化利用是目前的研究热点。如图甲为质子膜燃料电池的示意图，图乙为利用原电池原理处理的示意图。I.根据图甲，回答下列问题：（1）电池负极为________（填“电极a”或“电极b”，下同），发生还原反应的电极为________。（2）电极b的电极反应式为________；电池总反应为________。（3）当电路中通过8mol电子时，有________mol经质子固体电解质膜进入正极区。Ⅱ.根据图乙，回答下列问题：（1）负极反应式为________。（2）利用该原理制得的化工原料C为________（填化学式）。（3）处理32g，理论上需要消耗的体积为________L（标准状况下）。       答案以及解析1.答案：A解析：家用燃气灶工作时，能将化学能转化为热能，A项符合题意；锌锰干电池工作时，能将化学能转化为电能，B项不符合题意；锂离子电池充电时，能将电能转化为化学能，锂离子电池放电时，能将化学能转化为电能，C项不符合题意；硅太阳能电池工作时，能将太阳能转化为电能，D项不符合题意。2.答案：A解析：该原电池的总反应为，Cu失电子，发生氧化反应，则铜为负极，X为正极，X可以是不如Cu活泼的Ag或石墨等，A项正确；由总反应可知，Ag在正极上得电子，发生还原反应，则电解质溶液为Ag的盐溶液，即Y不是硫酸铜溶液，B项错误原电池中阳离子向正极移动，即溶液中阳离子向X移动，C项错误；X为正极，正极反应式为，生成的Ag附着在X电极上，则电池工作一段时间后，X电极质量增大，D项错误。3.答案：D解析：由图可知，过程I中氢气和氧气中的化学键发生断裂，则过程I是吸热过程，A项正确；该反应为氢气与氧气作用生成水的反应，为放热反应，B项正确；氢气与氧气作用生成水的反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，则状态a的总能量大于状态d的总能量，C项正确；通过燃料电池可将该反应中的化学能转化为电能，D项错误。4.答案：B解析：木片与烧杯粘在一起，说明体系温度降低使水结成冰，则氯化铵与氢氧化钡晶体的反应是吸热反应，反应中有热能转化为化学能，断键吸收的总能量大于成键释放的总能量，故A、C、D项正确；图2的能量关系表示的是放热反应，而氯化铵与氢氧化钡晶体的反应是吸热反应，故B项错误。5.答案：BD解析：实验①中电流表指针偏向Al，说明Al作正极，而实验②中电流表指针偏向Cu，说明此时Al作负极，故两实验中Al电极的作用不相同，A项错误；实验③中电极材料是Al和石墨，Al为负极，而电流表指针偏向正极，故偏向石墨，B项正确；由于Mg与NaOH溶液基本不反应，而Al能与NaOH溶液发生反应：， Al被氧化，故实验④中，Al为负极，电极反应式为，而Mg为正极，电极反应式为，C项错误；分析实验①②③可知铝在原电池中的作用，与另一个电极材料有关，分析实验①④可知铝在原电池中的作用，与电解质溶液有关，D项正确。6.答案：B解析：该装置为原电池，铝箔作负极，活性炭作正极，A项正确；电子从负极（铝箔）流出，经外电路流向正极（活性炭），电子不能在电解质溶液中移动，B项错误；该装置的总反应为，正极（活性炭）上的电极反应式为，C、D项正确。7.答案：C解析：由图可知，1mol（g）和2mol（g）的总能量小于1 mol （g）和2mol（g）的总能量，则为吸热反应，A项错误；因2mol液态水的能量低于2mol气态水的能量，故1mol（g）和2mol（1）的总能量应标在③下方，B项错误；C—H键的键能为415，设中化学键的键能为，则由图可知，，解得，C项正确；由图可知，该反应过程中转化的化学能为3446kJ-2646kJ=800kJ时，有1mol （g）生成，若该反应过程中转化的化学能为200kJ，则有0.25mol（g）生成，0.25mol（g）中含有0.5molCO键，D项错误。8.答案：（1）苹果、导线、铁钉、铜钉、耳机形成的回路中电流断断续续（2）；（3）使图甲、图乙装置形成对比（4）不能；铁钉和铜钉相互接触，造成短路现象解析：（1）铜、铁的活泼性不同，与苹果中的电解液构成原电池，则第②步操作中出现“嚓、嚓、嚓……”的声音。（2）铁失电子，发生氧化反应，作原电池的负极，负极反应式为，而铜是原电池的正极，酸性条件下，在正极上得到电子发生还原反应生成，正极反应式为。（3）图甲、图乙中两个装置进行对比，可说明图甲中的铁钉、铜钉和苹果组成的“装置”相当于图乙中的原电池。（4）若第②步操作中铁钉、铜钉相互接触，则会导致电池短路，故不能听到耳机中“嚓、嚓、嚓……”的声音。9.答案：（1）②；A（2）吸收；释放；92（3）相同质量的天然气和煤相比，天然气燃烧放出的能量更多；天然气的主要成分是甲烷，燃烧时污染较小解析：（1）①中锌与稀硫酸的反应属于放热反应；②中稀盐酸和碳酸氢钠的反应属于吸热反应；③中一氧化碳在空气中燃烧属于放热反应，故②符合题意。①中反应为放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，因此表示①中反应的能量变化的是A。（2）①为断裂化学键，断裂化学键吸收能量，②为形成化学键，形成化学键释放能量；断裂1mol（g）和3mol （g）中的化学键吸收的总能量为946kJ+1308kJ=2254kJ，形成2 mol （g）中的化学键释放的能量为2346kJ，因此（g）和（g）反应生成2 mol（g）时释放的能量为2346kJ-2254kJ=92kJ。（3）由表中数据可知，相同质量的天然气和煤相比，天然气燃烧放出的能量更多；天然气的主要成分是甲烷，燃烧时污染较小。10.答案：I.（1）电极a；电极b（2）；（3）8Ⅱ.（1）（2）（3）5.6解析：I.（1）由图甲可知，在电极a上发生氧化反应生成，在电极b上发生还原反应生成，则电极a为负极，电极b为正极。（2）在电极b（正极）上得到电子，与结合生成，电极反应式为；电池总反应为。（3）由正极反应式可知，当电路中通过8mol电子时，有8mol经质子固体电解质膜进入正极区。Ⅱ.（1）在负极上失去电子：，利用使其两边电荷相等：，利用使其两边原子数相等，可得负极反应式为。（2）由上述分析可知，利用该原理制得的化工原料C为。（3）在正极上得到电子，与结合生成，结合负极反应式可得关系式：，故处理32g（0.5mol），理论上需要消耗0.25mol，标准状况下的体积为0.25×22.4L=5.6L。