化学必修 第二册第一节 化学反应与能量变化达标测试

6.1化学反应与能量变化课堂精练-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．环境监察局常用“定电位NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是（    ）

A．“对电极”是负极

B．“工作电极”上发生的电极反应为NO2+2e-+2H+=NO+H2O

C．传感器工作时H+移向“对电极”

D．“对电极”的材料可能为活泼金属锌

2．以碳纳米管作电极材料的柔性电池可广泛应用于“3D”打印机。该电池工作原理如图，其总反应为MnO2+Zn+(1+)H2O+ZnSO4=MnOOH+Zn(OH)2+ZnSO4·xH2O。

下列说法错误的是

A．电子由锌膜流向MnO2膜

B．该电池的负极反应为：MnO2+e-+H2O→MnOOH+OH-

C．碳纳米管可以增大电极反应的接触面积加快电池反应速率

D．ZnSO4是该电池的离子导体，通过离子的定向移动来实现内电路的导电

3．金属M和N可构成如图所示的装置.下列分析正确的是   

A．金属活泼性N>M

B．M逐渐溶解

C．负极反应为2H++2e- =H2↑

D．SO42-向M极定向移动

4．下列反应中属于氧化还原反应又是吸热反应的是

A．镁与盐酸反应放出氢气 B．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应

C．硫在空气或氧气中燃烧 D．灼热的炭与二氧化碳反应

5．有关电化学知识的描述正确的是

A．反应可设计成原电池

B．利用，可设计如图所示原电池装置，盐桥内向溶液移动

C．如图装置取出盐桥后，电流表仍会偏转

D．由与氢氧化钠溶液组成的原电池，Mg更活泼做负极

6．化学家证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下：

下列关于合成氨反应的叙述中不正确的是

A．在催化剂的作用下，反应物的化学键变得容易断裂

B．过程②需吸收能量，过程③则放出能量

C．该过程表明，在化学反应中存在化学键的断裂与形成

D．常温下该反应难以进行，是因为常温下生成物的化学键难以形成

7．能够使反应Cu+2H2O＝Cu（OH）2+H2↑发生的是

A．铜片作原电池的负极，石墨作原电池的正极，氯化钠溶液做电解质溶液

B．铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀

C．用铜片作阴、阳电极，电解硫酸钠溶液

D．用铜片作阴、阳电极，电解硫酸铜溶液

8．某甲烷燃料电池构造示意图如下，关于该电池的说法不正确的是

A．a极是负极，发生氧化反应

B．正极的电极反应是：O2+2H2O+4e-=4OH-

C．该甲烷燃料电池的总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O

D．甲烷燃料电池是环保电池

9．下列说法正确的是（ ）

A．物质发生化学反应时都伴随着能量变化，伴随着能量变化的变化一定是化学变化

B．需要加热的化学反应一定是吸热反应，不需要加热就能进行的反应一定是放热反应

C．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多

D．因为石墨变成金刚石吸热，所以金刚石比石墨稳定

10．H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)，生成2molHI(g)反应放出热量akJ，已知(a、b、c均大于零)，下列说法正确的是（      ）

A．反应物的总能量低于生成物的总能量

B．断开1molH—H键和1molI—I键所需能量大于断开2molH—I键所需能量

C．向密闭容器中加入2molH2和2molI2，充分反应后放出的热量等于2akJ

D．断开2molH—I键所需能量为(c+b+a)kJ

二、填空题

11．化学反应与能量，是学习和研究化学原理的重要内容。

(1)铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属，氯化铁溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为           ，正极反应式为            。

(2)将氢气与氧气的反应设计成燃料电池，其能量利用率更高，装置如图所示(a、b为多孔炭棒)，其中           (填A或B)处电极入口通氢气，其电极反应式为           。工作一段时间后正极区溶液的pH值           (填变大、减小或不变)。当消耗标况下氢气33.6L时，假设能量转化率为90%，则导线中转移电子的物质的量为           mol。

12．（11分）

（1）依据氧化还原反应：2Ag+(aq) + Cu(s) ="=" Cu2+(aq) + 2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：

①电极X的材料是          ；电解质溶液Y是          ；

②银电极为电池的          极，发生的电极反应式为                          ；X电极上发生的电极反应式为                      ；

③外电路中的电子是从          电极流向          电极。

（2）物质Z是中学化学中的常见物质，Z既能与稀硫酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应。

①若Z为氧化物，Z的化学式是                           。

②若Z为单质，Z与NaOH溶液反应的离子方程式为                    

③若Z与稀硫酸反应生成无色没有气味的气体A，与氢氧化钠溶液加热反应生成气体B。等物质的量的A和B在水溶液中反应又生成Z。

Z与稀硫酸反应的离子方程式是                                      ；

Z与足量氢氧化钠溶液加热的离子方程式是                          。

13．化学能在一定条件下可转化为电能。

(1)锌与稀硫酸发生的氧化还原反应中，得电子的反应物为           。

(2)将锌片、铜片按照如图所示装置连接，锌片是           (填“正极”或“负极”)。能证明化学能转化为电能的实验现象是：           、铜片上产生大量气泡。

(3)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           (填序号)。

①

②

③

14．燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源。下图为燃料电池的结构示意图，电解质溶液为NaOH溶液，电极材料为疏松多孔的石墨棒。请回答下列问题：

(1)若该燃料电池为氢氧燃料电池。

①a极通入的物质为       (填物质名称)，电解质溶液中的OH-移向       极(填”负”或“正”)。

②写出此氢氧燃料电池工作时，负极的电极反应式：       。

(2)若该燃料电池为甲烷燃料电池。已知电池的总反应为CH4+2O2+2OH-=+3H2O

①下列有关说法正确的是       (填字母代号)。

A．燃料电池将电能转变为化学能

B．负极的电极反应式为CH4+10OH--8e-=+7H2O

C．正极的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O

D．通入甲烷的电极发生氧化反应

②当消耗甲烷33.6L(标准状况下)时，假设电池的能量转化效率为80％，则导线中转移的电子的物质的量为   mol。

15．现代社会生活离不开能量。

（1）冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用      （填“放热”或“吸热”）的化学变化或物理变化。

（2）“即热饭盒”给人们生活带来方便，它可利用下面      （填序号）反应释放的热量加热食物。

A．生石灰和水B．Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl

（3）天然气的主要成分是甲烷，它是一种清洁能源。甲烷燃烧是      （填“放热”或“吸热”）反应，其能量变化可用如图中的      （填序号）表示。

16．人们利用电化学原理满足不同的需求。下列每小题中的电化学原理广泛应用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息填空。

(1)蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。铅蓄电池属于       (填“一次”或“二次”)电池，铅蓄电池的总反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，铅蓄电池的放电反应与充电反应       (填“是”或“不是”)可逆反应。

(2)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。

①B为微生物燃料电池的       (填“正”或“负”)极。

②正极的电极反应式为       。

③电池工作过程中，H+将移向       (填“正”或“负”)极。

④在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上转移的电子的物质的量为       。

(3)若将反应Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2设计成原电池，则该电池的正极材料可以是       (填“铜片”或“石墨”)。请在烧杯中画出你所设计的原电池的装置图，并标注出电极材料和电解质溶液       。

17．正确认识和使用电池有利于我们每一个人的日常生活。电化学处理SO2是目前研究的热点，利用双氧水氧化吸收SO2是目前研究的热点。

(1)反应的总化学方程式为   ，正极的电极反应式为   。

(2)H＋的迁移方向为由   到   (填“左”或“右”)。

(3)若11.2L(标准状况)SO2参与反应，则迁移H＋的物质的量为   。

(4)下列化学电池不易造成环境污染的是   (填字母)。

A．氢氧燃料电池     B．锌锰电池     C．镍镉电池     D．铅蓄电池

(5)某同学关于原电池的笔记中，不合理的有   (填序号)。

①原电池两电极活泼性一定不同

②原电池负极材料参与反应，正极材料都不参与反应

③Fe-NaOH溶液-Si原电池，Fe是负极

18．回答下列问题：

(1)当电极a为A1、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为：             。

(2)当电极a为Fe、电极b为Cu、电解质溶液为浓硝酸时，该装置       (填“能”或“不能”)形成原电池，若不能，请说明理由________________________；若能，请写出该电池负极的电极反应方程式                    。

(3)设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，CH4为燃料，采用酸性溶液为电解液；则CH4应通入       极(填a或b，下同)，电子从       极流出。电池的负极反应方程式为            。

19．利用反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+设计一个化学电池（正极材料用碳棒），回答下列问题：

（1）该电池的负极材料是  ，发生  （填“氧化”或“还原”）反应，电解质溶液是  。

（2）正极上出现的现象是   。

（3）若导线上转移电子1mol，则生成银  g。

20．化学能是人类生产、生活所需的主要来源之一，根据化学能与热能的转化回答下列问题。

(1)下列变化过程需要吸收能量的是           ；

A．氢气球发生爆炸     B．向污染的河水中投放生石灰     C．      D．

(2)反应C(石墨)⇌C(金刚石)正向反应是吸热反应，由此可知下列说法正确的是        ；

①石墨比金刚石更稳定　②金刚石比石墨稳定　③金刚石和石墨可以相互转化　④金刚石和石墨不能相互转化

(3)已知断开1 molH2中的化学键需要吸收436kJ的能量，断开1 molCl2中的化学键需要吸收243kJ的能量，而形成1mol HCl分子中的化学要释放431kJ的能量，则1mol氢气与1mol氯气反应时能量变化为       ；

(4)下列过程能实现热能转化成化学能的是           ；

A．燃料电池       B．火力发电     C．铝热焊接     D．煅烧石灰石

(5)下列属于新能源的是           ；

A．氢气          B．煤炭          C．天然气       D．石油

(6)下列对化学反应的认识中错误的是           ；

A．会引起化学键的变化    B．会产生新物质    C．必然引起物质状态的变化    D．必然伴随着能量的变化

三、实验题

21．Ⅰ.同学们在“简易电池的设计与制作”的实验中，对影响自制电池效果的因素进行了实验探究。

[提出问题]影响自制电池效果的因素有哪些？

[查阅资源]电极材料，电极间距，水果种类对自制水果电池的效果可能有影响。

[实验探究]I．按如图连接水果电池。

Ⅱ．实验记录如下：

[解释与结论]

(1)该实验的目的是探究电极材料、           和           对水果电池电流的影响。

(2)实验①②③的目的是：探究           对电池效果的影响；

(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           (填序号)。

[反思与探讨]

(4)该装置将           转化为电能；水果电池中，水果的作用是           。

22．为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如下三套实验装置：

(1)上述装置中，不能证明“锌和稀硫酸反应是吸热反应还是放热反应”的是   (填序号)。

(2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管里加入适量氢氧化钡晶体与氯化铵固体搅拌反应，U形管中可观察到的现象是       ，化学反应方程式为      。

(3)为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在甲中进行)。若观察到烧杯里产生气泡，则M可能是        (填一种物质的化学式)。

(4)除了图示某些装置，还有其它方法能证明超氧化钾粉末与水的反应(4KO2＋2H2O＝4KOH＋3O2↑)是放热反应还是吸热反应：取适量超氧化钾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，则说明该反应是        反应(填“放热”或“吸热”)。

23．原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的重大贡献。

Ⅰ理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu＋2Ag+ ＝2 Ag +Cu2+ ”设制一个化学电池，回答下列问题：

（1）该电池的正极材料是      ，负极材料是       ，电解质溶液是            ；

（2）正极的反应式为                     

（3）若导线上转移电子2 mol，则生成银        克。

Ⅱ将纯锌片和纯铜片按图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：

（4）在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲       乙（填“＞”、“＜“或“＝” ）。

（5）请写出图中构成原电池的负极电极反应式               。 电池工作时，溶液中SO42-向      极（填正、负）移动，电池工作完成后，溶液中SO42－浓度       （填增大或减小或不变）。

参考答案：

1．C

2．B

3．A

4．D

5．B

6．D

7．C

8．C

9．C

10．D

11．     Cu     Fe3+ + e- = Fe2+     A     H2 – 2e- + 2 OH- = 2 H2O     变大     2.7

12．     Cu     AgNO3     正     Ag++e-=Ag     氧化反应     X(或Cu)     Ag     Al2O3     2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑     HCO3-+H+=CO2↑+H2O     NH4++HCO3-+2OH-=MH3∙H2O+CO32-+H2O

13．     (或)     负极     电流表指针发生偏转     ①②

14．     氢气     负     H2-2e-+2OH-＝2H2O     BD     9.6

15．     吸热     A     放热     A

16．(1)     二次     不是

(2)     负     O2+4H++4e-=2H2O     正     4mol

(3)     石墨    

17．     H2O2＋SO2=H2SO4     H2O2＋2e-+2H+=2H2O     左     右     1mol     A     ①②③

18．     2H++2e-=H2↑     能     Cu－2e-=Cu2+     b     b     CH4+2H2O－8e-=CO2+8H+

19．     Cu（或铜）     氧化     AgNO3溶液     有银白色物质生成     108

20．     D     ①③     放出183kJ能量     D     A     C

21．(1)     电极间距     水果种类

(2)电极种类

(3)①②

(4)     化学能     电解质溶液

22．     Ⅲ     左端液柱升高，右端液柱降低     Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O     NaOH、CaO、Na等     放热

23．     碳棒或者Pt     铜（Cu）     AgNO3溶液     Ag++e-=Ag或者2Ag++2e-=2Ag     216     ＞     Zn -2e-= Zn2+     负     不变