北京市各地区2022-2023学年高一上学期期末化学试题知识点分类汇编-20化学反应与能量变化

北京市各地区2022-2023学年高一上学期期末化学试题知识点分类汇编-20化学反应与能量变化

一、单选题

1．（2023春·北京昌平·高一统考期末）下列说法中，不正确的是

A．天然气燃烧为放热反应

B．水蒸发的过程吸热

C．碳酸氢钠与柠檬酸的反应为放热反应

D．反应物的总能量低于生成物的总能量，反应时从环境吸收能量

2．（2023春·北京朝阳·高一统考期末）下列物质的应用中，主要利用反应所放出热量的是

A．用天然气作灶具燃料 B．用液氨作制冷剂

C．用浓H2SO4钝化铁、铝 D．用盐酸除去氯化钠中的NaHCO3

3．（2023春·北京朝阳·高一统考期末）通过如图装置进行能量转化。下列分析不正确的是

A．该装置能将化学能转化为电能

B．电子从锌片流向铜片，电流表指针偏转

C．Cu片；；Zn片：

D．氧化反应和还原反应可在两个不同的区域进行

4．（2023春·北京东城·高一统考期末）电池中负极与电解质溶液接触直接反应会降低能量的转化效率，称为自放电现象。关于如图所示的原电池的说法不正确的是

A．Zn片发生氧化反应

B．铜表面产生，说明原电池装置可使Cu还原

C．总反应的离子方程式是

D．该原电池中化学能不会完全转化为电能

5．（2023春·北京东城·高一统考期末）下列关于原电池的叙述正确的是

A．电子流出的一极是原电池的正极

B．原电池工作时必然存在氧化和还原的过程

C．构成原电池的两个电极必须是两种不同金属

D．原电池中电解质溶液的作用是传导电子

6．（2023春·北京丰台·高一统考期末）下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是

A．镁条与稀盐酸的反应

B．碳酸氢钠粉末与柠檬酸的反应

C．甲烷在氧气中的燃烧反应

D．灼热的氧化铜与的反应

7．（2023春·北京西城·高一统考期末）某同学以大小相同的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的实验数据如表所示：

下列关于上述实验的说法正确的是

A．实验目的是探究水果种类和电极材料对水果电池电流的影响

B．实验所用装置中，负极材料是铜

C．实验装置将电能转化为化学能

D．实验2和3能表明水果种类对电流大小有影响

8．（2023春·北京西城·高一统考期末）利用固体表面催化工艺进行分解的过程如图所示。

下列说法不正确的是

A．属于共价化合物

B．过程②吸收能量，过程③放出能量

C．反应过程中有极性键断裂，有非极性键形成

D．标准状况下，分解生成时转移电子数约为

9．（2023春·北京西城·高一统考期末）下列反应属于吸热反应的是

A．钠与水反应 B．乙醇的燃烧

C．灼热的碳与二氧化碳的反应 D．氢气与氯气的反应

10．（2023春·北京海淀·高一101中学校考期末）下列设备工作时，将化学能转化为电能的是

A．A B．B C．C D．D

11．（2023春·北京海淀·高一101中学校考期末）在通风橱中进行下列实验：

下列说法不正确的是

A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NO＋O2=2NO2

B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应

C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3

D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化

12．（2023春·北京海淀·高一人大附中校考期末）在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下，密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮()以达到消除污染的目的。其工作原理的示意图如图：下列说法不正确的是

A．Ir的表面发生反应：H2+N2O=N2+H2O

B．导电基体上的负极反应：H2-2e-=2H+

C．若导电基体上只有单原子铜，也能消除含氮污染物

D．若导电基体上的Pt颗粒增多，不利于降低溶液中的含氮量

13．（2023春·北京海淀·高一101中学校考期末）稀硫酸酸化后的软锰矿(主要成分为MnO2)悬浊液可用于吸收燃煤尾气中的SO2，得到MnSO4；MnSO4可与KMnO4反应制备电池材料MnO2，同时生成H2SO4。下列用来解释事实的方程式不正确的是（    ）

A．MnO2吸收SO2的反应：MnO2+SO2═MnSO4

B．MnO2作为碱性电池正极材料时的放电反应：MnO2+e−+H+═MnOOH

C．MnSO4与KMnO4反应制备MnO2：2MnO4−+3Mn2++2H2O═5MnO2+4H+

D．尾气中的SO2还可用足量的氨水吸收：SO2+2NH3⋅H2O═2NH4++SO32−+H2O

二、填空题

14．（2023春·北京昌平·高一统考期末）某研究小组探究原电池的原理并进行实验。

(1)下列反应中，可通过原电池装置实现化学能直接转化为电能的是(选填序号)       。

①             ②

③       ④

(2)甲同学用导线将电流表与片、片相连接，插入盛有稀硫酸的烧杯中进行实验Ⅰ，如图1所示。

①能证明化学能转化为电能的实验现象是：电流表指针偏转、       。

②从构成原电池的基本要素来看，的作用是(选填序号，下同)       ，稀硫酸的作用是       。

a．电极反应物    b．电极材料    c．离子导体    d．电子导体

(3)乙同学想利用反应设计一个原电池，请在图2上标明所使用的用品       。

(4)氢氧燃料电池是一种新型发电装置(如图3所示)，下列叙述不正确的是       。

a．通氢气的一极是正极，发生氧化反应

b．电子由电极经溶液流向电极

c．总反应为

15．（2023春·北京丰台·高一统考期末）一种简单的原电池装置如图所示。

(1)锌是电池的           (填“正”或“负”)极，发生的电极反应式为           。

(2)装置中稀硫酸的作用是           。

a．电极材料    b．电极反应物    c．电子导体    d．离子导体

(3)该原电池外电路中电流方向为           (填“Zn→Cu”或者“Cu→Zn”)。从化学的角度分析，原电池产生电流的原因：           。

(4)若将铜换成碳棒，电池总反应方程式为           。

(5)下列反应通过原电池装置，可实现化学能直接转化为电能的是           。

a．

b．

c．

16．（2023春·北京西城·高一统考期末）化学反应同时伴随着能量变化，是人类获取能量的重要途径。以下是常见的化学反应。

a．镁与盐酸反应

b．氢氧化钠与盐酸反应

c．盐酸与碳酸氢钠反应

d．晶体与晶体反应

(1)以上化学反应中能用上图表示其能量变化的是           (填字母)，此类反应中有能量变化的原因是：断开反应物的化学键吸收的总能量           (填“>”或“<”)形成生成物的化学键释放的总能量。

(2)从以上反应中选择一个反应设计原电池。

①将图中原电池装置补充完整。          

②证实化学能转化为电能的实验现象是           。

③正极的电极反应式是           。

17．（2023春·北京海淀·高一101中学校考期末）研究大气中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的转化具有重要意义。

（1）高湿条件下，写出大气中SO2转化为HSO3-的方程式：                 。

（2）土壤中的微生物可将大气中H2S经两步反应氧化成SO42-，两步反应的能量变化示意图如下：

1mol H2S(g)全部氧化成SO42-(aq)的热化学方程式为                   。

（3）二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含SO2快速启动，其装置示意图如下：

① 质子的流动方向为             （“从A到B”或“从B到A”）。

② 负极的电极反应式为        。

（4）燃煤烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。SO2烟气脱除的一种工业流程如下：

① 用纯碱溶液吸收SO2将其转化为HSO3-，反应的离子方程式是                  。

② 若石灰乳过量，将其产物再排回吸收池，其中可用于吸收SO2的物质的化学式是              。

参考答案：

1．C

【详解】A．燃料的燃烧放出热量，天然气燃烧为放热反应，故A正确；

B．水蒸发的过程由液态变为气态，需要吸热，故B正确；

C．碳酸氢钠与柠檬酸的反应为吸热反应，故C错误；

D．反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应，反应时从环境吸收能量，故D正确；

故选：C。

2．A

【详解】A．天然气燃烧放热，A符合题意；

B．液氨汽化吸收热量，B不符合题意；

C．浓H2SO4钝化铁、铝是利用浓硫酸的强氧化性，与反应的热量无关，C不符合题意；

D．盐酸与碳酸氢钠可以反应，用盐酸除去氯化钠中的NaHCO3，与反应的热量无关，D不符合题意；

故选A。

3．C

【详解】A．该装置是原电池，是将化学能转化为电能，故A正确；

B．锌活泼性比铜活泼性强，锌为负极，铜为正极，则电子从锌片流向铜片，电流表指针偏转，故B正确；

C．Cu片；；Zn片： ，故C错误；

D．原电池中负极是发生氧化反应，正极是发生还原反应，因此氧化反应和还原反应可在两个不同的区域进行，故D正确。

综上所述，答案为C。

4．B

【分析】Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌发生失电子的氧化反应生成Zn2+，为负极，负极反应式为Zn-2e－＝Zn2+，铜为正极，正极上H+发生得电子的还原反应生成H2，正极反应式为2H++2e－＝H2↑，总反应为Zn+2H+＝Zn2++H2↑，据此分析解答。

【详解】A．Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，Zn比Cu活泼，Zn发生失电子的氧化反应生成Zn2+，故A正确；

B．Cu为正极，正极上H+得电子生成H2，Cu没有参与反应，故B错误；

C．该原电池中，Zn比Cu活泼，Zn与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，离子方程式为Zn+2H+＝Zn2++H2↑，故C正确；

D．原电池是将化学能转化为电能的装置，但部分能量转化为热能，化学能不会完全转化为电能，故D正确；

故选：B。

5．B

【详解】A．在原电池中，电子流入的一极是正极，电子流出的一极是负极，故A错误；

B．原电池工作时，正极上发生得电子的还原反应，负极上发生失电子的氧化反应，则原电池工作时必然存在氧化和还原的过程，故B正确；

C．一般而言，构成原电池的正极和负极的材料是两种不同的金属，但也可以是导电的非金属（碳棒）与金属或非金属，如燃料电池中的电极均为石墨，故C错误；

D．原电池工作时，“电子不下水，离子不上岸”，即电子在导线流向正极，阳离子在电解质溶液中移向正极，电解质溶液的作用是传导离子，故D错误；

故选：B。

6．D

【详解】A．镁条与稀盐酸的反应为氧化还原反应，是放热反应，A错误；

B．与柠檬酸的反应为非氧化还原反应，B错误；

C．甲烷在氧气中的燃烧反应是放热反应，也是氧化还原反应，C错误；

D．灼热的氧化铜与的反应为氧化还原反应，是吸热反应，D正确；

故选D。

7．D

【分析】上述装置为原电池装置，锌作负极，铜作正极，电解质溶液由水果提供。实验1和2可以研究电极间距离对电流的影响；实验2和3可以研究水果种类对电流的影响。

【详解】A．根据分析，实验目的是探究水果种类和电极间距离对水果电池电流的影响，A错误；

B．实验所用装置中，负极材料是锌，B错误；

C．实验装置将化学能转化为电能，C错误；

D．根据分析，实验2和3能表明水果种类对电流大小有影响，D正确；

故选D。

8．D

【分析】NO吸附在催化剂表面，在催化剂表面断键形成N原子和O原子，N原子和O原子在催化剂表面反应生成N2和O2，解吸得到N2和O2。

【详解】A．NO属于共价化合物，A正确；

B．过程②断键，吸收能量，过程③形成化学键，放出能量，B正确；

C．反应过程中N和O之间为极性键断裂，生成N2和O2时形成了非极性键，C正确；

D．标准状况下，分解生成时，N元素由-3价变为0价，共有2molNO反应，转移电子数约为，D错误；

故选D。

9．C

【详解】A．钠与水反应是放热反应，A错误；

B．乙醇的燃烧是放热反应，B错误；

C．灼热的碳与二氧化碳的反应是吸热反应，C正确；

D．氢气与氯气的反应是放热反应，D错误；

故选C。

10．A

【详解】A．碱性干电池是将化学能转化为电能，故A符合题意；

B．风力发电机是将风能转化为电能，故B不符合题意；

C．太阳能集热器是将太阳能转化为热能，故C不符合题意；

D．燃气灶是将化学能转化为热能，故D不符合题意。

综上所述，答案为A。

11．C

【分析】I中铁和稀硝酸生成一氧化氮，一氧化氮遇空气生成二氧化氮；Ⅱ中Fe遇浓硝酸钝化，表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应，所以产生少量红棕色气泡后，迅速停止；Ⅲ中构成原电池，Fe作为负极，且Fe与浓硝酸直接接触，会产生少量二氧化氮，Cu作为正极，发生得电子的反应，生成二氧化氮。

【详解】A．I中铁和稀硝酸生成一氧化氮，一氧化氮遇空气生成二氧化氮，化学方程式为: 2NO+O2=2NO2，A正确；

B．常温下，Fe遇浓硝酸易钝化，表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应，B正确；

C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，实验Ⅱ反应停止是因为发生了钝化，不能用来比较浓HNO3和稀HNO3的氧化性强弱，物质氧化性强弱只能通过比较物质得电子能力强弱来分析，C错误；

D．Ⅲ中构成原电池，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否持续被氧化，D正确；

故选C。

12．C

【详解】A．由原理的示意图可知，Ir的表面H2和N2O发生反应生成N2和H2O，反应方程式为：H2+N2O=N2+H2O，A正确；

B．根据图示可知：导电基体上，H2为负极失去电子发生氧化反应，电极反应式为：H2-2e-=2H+，B正确；

C．若导电基体上只有单原子铜，不能形成原电池，离子被还原为NO，所以不能消除含氮污染物，C错误；

D．由原理的示意图可知：若导电基体上的Pt颗粒增多，则会更多的转化成，不利于降低溶液中的含氮量，D正确；

故合理选项是C。

13．B

【详解】A.S元素被二氧化锰氧化为硫酸根离子，则MnO2吸收SO2的反应：MnO2+SO2═MnSO4，故A正确；

B.碱性条件下，电极方程式中不能有氢离子参加，所以MnO2作为碱性电池正极材料时的放电反应：MnO2+e−+H2O═MnOOH+OH−，故B错误；

C.MnSO4被KMnO4氧化生成MnO2，则MnSO4与KMnO4反应制备MnO2： 2MnO4−+3Mn2++2H2O═5MnO2+4H+，故C正确；

D.SO2是酸性气体，与氨水反应生成盐溶液，所以尾气中的SO2还可用足量的氨水吸收：SO2+2NH3⋅H2O═2NH4++SO32−+H2O，故D正确。

故选B。

14．(1)②④

(2)     铜电极上产生气泡          ac

(3)  

(4)abc

【详解】（1）原电池构成条件之一：有能够自发进行的放热的氧化还原反应，其中②④属于自发进行的放热的氧化还原反应，可通过原电池装置直接将化学能转化为电能；

（2）①当形成原电池，可以产生电流使电流表指针偏转，同时在铜电极有气泡冒出；

②Zn的作用：做负极电极材料和电极反应物（负极反应Zn-2e-=Zn2+）；电子经导线移动，离子在电解质溶液中定向移动；稀硫酸的作用：电极反应物（正极反应2H++2e-=H2↑），是离子导体；

（3）根据原电池总反应：以及装置图中电子移动方向，可知左端Cu作负极发生失电子氧化反应，右端可以使用惰性电极如石墨，电解质溶液为氯化铁溶液；

（4）燃料电池中燃料在负极发生失电子的氧化反应，氧气在正极发生得电子的还原反应，a电极为负极，b电极为正极；

a．燃料氢气在负极发生失电子的氧化反应，通入氢气的一极为负极，故a错误；

b．电子由负极a经导线流向正极b，故b错误；

c．总反应：，故c错误；

答案选abc；

15．(1)     负    

(2)bd

(3)     Cu→Zn     原电池将氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，并通过能导电的物质形成闭合回路，产生电流

(4)(或)

(5)ab

【分析】该电池的自发氧化还原反应为，由此可以判断，Zn为负极失电子，电子由Zn经导线留向Cu电极，内电路中，氢离子移向正极，硫酸根移向负极，从而实现电流循环。

【详解】（1）由分析知，锌做负极，失电子，发生反应；

（2）电解质溶液中H+在正极得电子，同时硫酸根移向负极，起到离子导体的作用，故选bd；

（3）电流的方向与电子流向相反，因此外电路中，由Cu经导线流向Zn，产生电流的原因是自发的氧化还原反应，分别在两极进行，从而实现电子的自发流动，形成电流；

（4）正极铜并没有参与电极反应，换成碳棒，反应不变，依然是(或)；

（5）自发的氧化还原反应可以设计成原电池，c中没有电子转移，符合条件的只有ab，故选ab。

16．(1)     cd     >

(2)          电流计指针偏转    

【详解】（1）图示为吸热反应，镁与盐酸反应、氢氧化钠与盐酸反应为放热反应，盐酸与碳酸氢钠反应、晶体与晶体反应为吸热反应，故选cd；此类反应中有能量变化的原因是：断开反应物的化学键吸收的总能量>形成生成物的化学键释放的总能量；

（2）自发的氧化还原反应可以设计为原电池，镁与盐酸反应可设计为原电池。

①该原电池中镁作负极，电解质为盐酸溶液，图示为：；

②证实化学能转化为电能的实验现象是：电流表指针偏转；

③正极的电极反应式是：。

17．     SO2+H2OH2SO3；H2SO3H++HSO3-     H2S(g)+2O2(g)=SO42-(aq)+2H+(aq)ΔH=－806.39kJ·mol－1     从A到B     SO2–2e-+2H2O==SO42-+4H+     H2O+2SO2+CO32-＝2HSO3-+CO2↑     NaOH

【详解】（1）二氧化硫为酸性氧化物与水生成亚硫酸，亚硫酸为弱电解质，部分电离产生氢离子与亚硫酸氢根离子，离子方程式：SO2+H2OH2SO3，H2SO3H++HSO3-；

（2）由图可知，第一步热化学反应为：H2S（g）+0.5O2（g）=S（s）+H2O（g）△H=-221.19 kJ•mol-1；第二步反应为：S（s）+1.5O2（g）+H2O（g）=2H+（aq）+SO42-（aq））△H=-585.20 kJ•mol-1；依据盖斯定律，第一步与第二步方程式相加得：H2S（g）+2O2（g）=SO42-（aq）+2H+（aq）△H=-806.39 kJ•mol-1；

（3）①二氧化硫发生氧化反应，氧气发生还原反应，所以二氧化硫所在电极为负极，氧气所在电极为正极，原电池中阳离子移向正极，所以质子移动方向为：从A到B；

②二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应，电极反应式为：SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+；

（4）①亚硫酸的酸性大于碳酸，碳酸钠溶液中通入过量的二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳，离子方程式：H2O+2SO2+CO32-=2HSO3-+CO2；

 ②再生池中，亚硫酸氢钠可以与石灰乳反应生成亚硫酸钙沉淀和氢氧化钠，二氧化硫为酸性氧化物，能够与碱液反应，故NaOH和过量的Ca(OH)2可以用于吸收二氧化硫。