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新高考化学一轮复习考点过关练习第15练 化学反应与能量变化（含解析）
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这是一份新高考化学一轮复习考点过关练习第15练 化学反应与能量变化（含解析），共21页。试卷主要包含了下列属于可再生能源的是，下列反应属于吸热反应的是，下列关于能量的说法不合理的是，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
专题06 化学反应与能量
第15练 化学反应与能量变化
1．下列属于可再生能源的是( )
A．煤 B．石油 C．核能 D．乙醇
【答案】D
【解析】煤、石油和天然气属于三大化石燃料，均属于不可再生能源；核能是一种新能源，属于不可再生能源；乙醇属于可再生能源；故选D。
2．据报道，某国一集团拟在太空建造巨大的集光装置，把太阳光变成激光用于分解海水制氢：2H2O2H2↑＋O2↑，下列说法正确的是( )
A．水的分解反应是放热反应 B．氢气是一次能源
C．使用氢气作燃料将会增加温室效应 D．在这一反应中，光能转化为化学能
【答案】D
【解析】水的分解反应是吸热反应；H2是二次能源；H2是清洁能源，不会增加温室效应。
3．下列反应属于吸热反应的是( )
A．金属钠与水反应 B．化石燃料的燃烧
C．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合 D．氢氧化钠与盐酸反应
【答案】C
【解析】活泼金属与水或酸的反应，属于放热反应，故A错误；所有的燃烧都是放热反应，故B错误；属于吸热反应，故C正确；中和反应，属于放热反应，故D错误。故选C。
4．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
【答案】A
【解析】A项，太阳能电池是将光能转化为电能，故A错误；B项，镁与盐酸反应是放热反应，化学能转化为热能，故B正确；C项，火力发电涉及多种能量之间的转化，化学能转化为热能、热能转化为机械能、机械能转化为电能，故C正确；D项，化学反应中，化学键的断裂吸收能量，化学键的形成放出能量，故D正确；故选A。
5．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是( )
A．镁条与盐酸的反应属于放热反应
B．断裂化学键释放能量，形成化学键需要吸收能量
C．化学反应不仅有新物质生成而且伴随着能量变化
D．反应物的总能量高于生成物的总能量，反应时向环境释放能量
【答案】B
【解析】A项，镁条与盐酸的反应是金属与酸的反应，属于放热反应，A正确；B项，断裂化学键吸收能量，形成化学键需要放出能量，B不正确；C项，化学反应既有新物质生成也必定伴随着能量变化，C正确；D项，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应过程放出能量，即向环境释放能量，D正确；故选B。
6．下列说法正确的是( )
A．镍氢电池、锂离子电池和碱性锌锰干电池都是二次电池
B．化学电池的反应基础是氧化还原反应
C．燃料电池是一种高效但是会严重污染环境的新型电池
D．铅蓄电池放电的时候正极是Pb，负极是PbO2
【答案】B
【解析】A项，镍氢电池、锂离子电池为二次电池，碱性锌锰千电池为一次电池，选项A错误；B项，化学电池是将化学能转变为电能的装置，有电子的转移，实质为氧化还原反应，选项B正确；C项，燃料电池如氢氧燃料电池高效，但没有污染， 选项C错误；D项，铅蓄电池放电的时候，Pb被氧化，为原电池的负极，PbO2被还原，为原电池的正极，选项D错误；故选B。
7．下列设备工作时，将化学能转化为电能的是( )
【答案】B
【解析】硅太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，A 不合题意；锂离子电池是将化学能转化为电能的装置，B合题意；太阳能热水器是将太阳能转化为热能的装置，C不合题意；燃气灶是将化学能转化为热能的装置，D不符合题意。故选B。
8．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是( )
A．Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag B．Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4 D．AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3
【答案】D
【解析】A项是银锌电池，B项铅酸电池，C项是铜锌电池。以上三项都是氧化还原反应，而D项不是氧化还原反应。
9．对原电池的电极名称，下列叙述中错误的是( )
A．电子流入的一极为正极 B．比较不活泼的一极为正极
C．电子流出的一极为负极 D．发生氧化反应的一极为正极
【答案】D
【解析】原电池中，电子流入的一极为正极，A正确；较不活泼的一极为正极，B正确；电子流出的一极为负极，C正确；发生氧化反应的一极为负极，D错误。故选D。
10．下列有关原电池的叙述中不正确的是( )
A．原电池是将化学能转化为电能的装置
B．在原电池中，电子流出的一极是负极，发生氧化反应
C．锌、铜、硫酸组成的原电池中，溶液中的 Zn2＋、H＋均向正极移动
D．构成原电池的两个电极必须是活泼性不同的两种金属
【答案】D
【解析】A项，原电池可将化学能转化为电能，在外电路中形成电流，故A正确；B项，在原电池中，负极是电子流出的一极，发生氧化反应，故B正确；C项，原电池工作时，溶液中的阳离子均向正极移动，故C正确；D项，构成原电池的两极可以是两种活泼性不同的金属或金属与非金属导体，如石墨等，故D错误；故选D。
11．以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是( )
A．锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol H2
B．两极上溶解和析出的物质质量相等
C．锌片溶解31 g，铜片上析出1 g H2
D．锌片溶解了1 mol，硫酸消耗0.5 mol
【答案】A
【解析】在涉及原电池的有关计算中，关键是要把握住一点，即两极得、失电子数相等。利用这一特点，我们从电极反应看：负极：Zn－2e－===Zn2＋；正极：2H＋＋2e－===H2↑。当溶解1 mol锌时失去2 mol电子，铜片上析出1 mol氢气也得到 2 mol电子，得失电子守恒，这样即可推出A正确。故选A。
12．下列关于实验现象的描述不正确的是( )
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B．用锌片作负极，铜片作正极，在CuSO4溶液中，铜片质量增加[来源:学科网]
C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
【答案】C
【解析】铜片和铁片紧靠并浸入稀H2SO4中，铜片上的H＋获得由铁片传递过来的电子2H＋＋2e－===H2↑，所以可观察到铜片表面出现气泡；锌片作负极，铜片作正极，发生反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的Cu在铜片上析出使其质量增加；铜片插入FeCl3溶液，发生的反应是Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，并没有单质铁的析出；向盛有锌粒和盐酸的试管中，滴入几滴CuCl2溶液，发生反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，置换出的Cu与剩余的Zn接触，置于盐酸中，构成了原电池，加速2H＋＋2e－===H2↑的反应，可观察到气泡放出速率加快。故选C。
13．LED(Light Emitting Diode)，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。下图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是( )
A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
B．铜片上发生的反应为：2H＋+2e―＝H2↑
C．如果将硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动
D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变
【答案】C
【解析】A项，原电池把化学能转化为电能，电能又转化为光能，即装置中存在“化学能→电能→光能”的转换，A正确；B项，锌的金属性强于铜，锌是负极，铜是正极，溶液中的离子在正极放电，即铜片上发生的反应为：2H＋+2e―＝H2↑，B正确；C项，如果将硫酸换成柠檬汁，仍然可以构成原电池，因此导线中会有电子流动，C错误；D项，如果将锌片换成铁片，仍然是铜作正极，铁作负极，即电路中的电流方向不变，D正确。故选C。
14．关于右图装置的叙述，正确的是( )
A．铜是负极，铜片上有气泡产生
B．铜片质量逐渐减少
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原后生成H2
【答案】D
【解析】由所给图示可知Zn为原电池负极，失去电子被氧化，电子经导线流向正极(Cu极)，溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2；Cu为原电池的正极，电流流向与电子流向相反。故选D。
15．下列关于化学电源的叙述错误的是( )
A．干电池根据电池内的电解质分为酸性电池和碱性电池
B．干电池中碳棒为正极
C．铅蓄电池是可充电电池
D．铅蓄电池中的PbO2为负极
【答案】D
【解析】铅蓄电池工作时PbO2→PbSO4，铅元素化合价由＋4价降为＋2价，被还原，故PbO2为正极。故选D。
16．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)+NH3
【答案】C
【解析】A项，根据原电池中一般活泼金属作负极，活泼性较弱的金属或非金属作正极，结合原电池的总反应式可知，石墨作正极，A项正确；B项，根据题中电池反应方程式可知，Zn化合价升高，被氧化，发生氧化反应，B项正确；C项，原电池中，电子从负极经导线流向正极，在该普通锌锰干电池中，Zn作负极，石墨作正极，电子应从Zn极经导线流向石墨，C项错误；D项，正极发生还原反应，其电极反应方程式为：NH4++MnO2+e－＝MnO(OH)+NH3，D项正确；故选C。
1．下列设备工作时，将化学能转化为电能的是( )
A
B
C
D
锂离子电池
硅太阳能电池
电动车电池充电
燃气灶
【答案】A
【解析】A项，锂离子电池为原电池，将化学能转化为电能，A符合题意；B项，太阳能电池为太阳能转化为电能，B不符合题意；C项，电动车电池充电是将电能转化为化学能，C不符合题意；D项，燃气灶为化学能转化为热能，D不符合题意；故选A。
2．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
【答案】B
【解析】A项，图Ⅰ所示电池中，Zn为负极，石墨是正极，原电池中电子由负极经外电路流向正极，即电子经锌筒沿外电路导线流向石墨电极，A错误；B项，图Ⅱ所示电池中，Zn为负极，负极电极反应为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，Zn(OH)2+2OH-=[Zn(OH)4]2-，MnO2作正极，正极电极反应为MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-，MnOOH+H2O+e-=Mn(OH)2+OH-，故MnO2作氧化剂，B正确；C项，图Ⅲ所示装置工作过程中，Fe是负极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，Cu是正极，电极反应为Cu2++2e-=Cu，故电解质溶液中Cu2+浓度逐渐减少，C错误；D项，图Ⅳ所示电池中，Zn作负极，Zn是还原剂，在电池工作过程中被氧化，D错误；故选B。
3．C3H8为液化气的成分之一，其充分燃烧的方程式为。下列叙述正确的是( )
A．该反应为吸热反应
B．生成物的总能量高于反应物总能量
C．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
D．能量变化必然伴随着化学反应的发生
【答案】C
【解析】A项，燃烧为放热反应，C3H8燃烧放热，故A错误；B项，放热反应，生成物的总能量低于反应物总能量，故B错误；C项，旧键断裂吸热、新键生成放热，化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的，故C正确；D项，化学变化一定能量变化，能量变化不一定是化学变化，故D错误；故选C。
4．1mol CO(g)与1 mol H2O(g)反应生成1mol CO2(g)与1 mol H2(g)的过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A．该反应不需要加热就能直接发生
B．该反应中只有极性键的断裂和形成
C．生成2mol CO2(g)和2 mol H2(g)时，放出能量
D．CO(g)与H2O(g)所具有的总能量小于CO2(g)与H2(g)所具有的总能量
【答案】C
【解析】A项，由图示可知，该反应为放热反应，但放热反应有的也需要加热才能发生，如铝热反应，A错误；B项，生成了氢气，有非极性键的形成，B错误；C项，由图示可知，生成1mol CO2(g)和1mol H2(g)，放出的能量，则生成2mol CO2(g)和2 mol H2(g)时，放出的能量，C正确；D项，由图示可知，反应物的总能量比生成物的总能量高，该反应为放热反应，则CO(g)与H2O(g)所具有的总能量比CO2(g)与H2(g)所具有的总能量高，D错误；故选C。
5．已知化学反应2C(s)＋O2(g)2CO(g)、2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此判断，下列说法不正确的是(其他条件相同)( )
A．12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量
B．56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量
C．12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量
D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多
【答案】A
【解析】放出热量的化学反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量。C和CO的燃烧反应都是放热反应，所以C＋O2CO2必然是放热反应，因此，B、C两项的说法正确；12 g C并不代表反应物的全部，O2也是反应物，所以A项不正确；由于CCO放热、COCO2放热，所以CCO2比CCO放出的热量要多，即D项说法正确。
6．在25 ℃，101 kPa下，1 mol的白磷(化学式为P4)完全燃烧放出的热量比4 mol的红磷(化学式为P)完全燃烧放出的热量多。化学方程式分别为P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s)；4P(s)＋5O2(g)===P4O10(s)。由此判断，下列说法正确的是( )
A．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷高
B．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷低
C．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷高
D．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷低
【答案】D
【解析】白磷和红磷燃烧的生成物相同，但白磷释放的热量较多，说明等质量的白磷具有较高的能量，白磷转化为红磷要放热，反之要吸热。
7．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。共价键的键能是两种原子间形成1 mol共价键(或其可逆过程)时释放(或吸收)的能量。已知H—H键的键能为436 kJ·mol－1、Cl—Cl键的键能为243 kJ·mol－1、H—Cl键的键能为x，若1 mol H2(g)与1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g)放出183 kJ的热量，则x为( )
A．496 kJ·mol－1 B．431 kJ·mol－1 C．862 kJ·mol－1 D．248 kJ·mol－1
【答案】B
【解析】2x－436 kJ·mol－1－243 kJ·mol－1＝183 kJ·mol－1，解得：x＝431 kJ·mol－1。
8．质量均为的铁片、铜片和溶液组成的装置如图所示，下列说法正确的是( )
A．a和b用导线连接时，电子通过电解质溶液转移到铜片上
B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色直接变成黄色
D．a和b用导线连接后，当电路中有0.2NA个电子通过时，理论上铁片与铜片的质量差为
【答案】D
【解析】A项，原电池中，电子不能通过电解质溶液，A错误；B项，a和b用导线连接时，形成原电池，铜片上发生的反应为Cu2++2e-=Cu，B错误；C项，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色变成浅绿色，C错误；D项，a和b用导线连接后，总反应为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，当电路中有0.2NA个电子通过时，转移电子0.2mol，消耗Fe0.1mol，质量为 ，生成Cu0.1mol，质量为 ，故理论上铁片与铜片的质量差为12g，D正确；故选D。
9．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
【答案】D
【解析】锌片和铜片做原电池的两极，水果做电解质溶液，锌比铜活泼，所以锌做负极，铜做正极。A项，由以上分析可知，铜片做正极，故A正确；B项，锌做负极，在负极上，锌失去电子生成锌离子，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，故B正确；C项，在原电池中化学能主要转化为电能，故C正确；D项，电子从锌片经外电路流向铜片，电子不能进入电解质溶液中，故D错误；故选D。
10．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
【答案】D
【解析】A项，甲构成原电池，甲烧杯中铜片是正极，发生反应2H++2e-=H2↑，铜表面有气泡产生，故A错误；B项，甲构成原电池，铜是正极；乙没有形成闭合电路，没有形成原电池，故B错误；C项，两烧杯中都发生反应，溶液的均增大，故C错误；D项，甲构成原电池，反应速率加快，所以产生气泡的速度甲比乙快，故D正确；故选D。
11．如图所示的原电池装置，X 、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是( )
A．外电路的电流方向为：X→外电路→Y
B．若两电极分别为Zn和碳棒，则X为碳棒，Y为Zn
C．若两电极都是金属，则它们的活动性为X>Y
D．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
【答案】C
【解析】由题图可知，电子的流动方向是X→外电路→Y，则电流的方向就为Y→外电路→X；X为原电池的负极，Y为正极，X的活动性比Y的强，X极应发生氧化反应，Y极应发生还原反应。所以A、B、D错误；C正确。故选C。
12．反应 A＋B→C(ΔH＜0)分两步进行：①A＋B→X (ΔH ＞0)，②X→C(ΔH＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
A． B． C．D．
【答案】D
【解析】因为总反应A+B→C的ΔH＜0即为放热反应，所以A和B的总能量大于C的能量；总反应分两步进行：第①步A＋B→X (ΔH＞0)即为吸热反应，所以A和B的总能量小于X的能量；第②步X→C(ΔH＜0)即放热反应，所以X的能量大于C的能量。故选D。
13．据报道：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。反应过程如右图：下列说法中不正确的是( )
A．状态Ⅰ→状态Ⅲ是放热过程
B．该过程中，CO没有断键形成C和O
C．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O生成了CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
【答案】D
【解析】A项，根据能量--反应过程的图像知，状态I的能量高于状态III的能量，故该过程是放热反应，A正确；B项，根据状态I、II、III可以看出整个过程中CO中的C和O形成的化学键没有断裂，B正确；C项，状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O反应生成CO2的过程，C正确；D项，状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应生成CO2的过程，D错误。故选D。
1．(2021•全国乙卷)我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。碳中和是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是
A．将重质油裂解为轻质油作为燃料
B．大规模开采可燃冰作为新能源
C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D．研发催化剂将CO2还原为甲醇
【答案】D
【解析】A项，将重质油裂解为轻质油并不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故A不符合题意； B项，大规模开采可燃冰做为新能源，会增大二氧化碳的排放量，不符合碳中和的要求，故B不符合题意；C项，通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故C不符合题意；D项，研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇，可以减少二氧化碳的排放量，达到碳中和的目的，故D符合题意；故选D。
2．(2021•广东选择性考试)“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是
A．煤油是可再生能源
B．H2燃烧过程中热能转化为化学能
C．火星陨石中的20Ne质量数为20
D．月壤中的3He与地球上的3H互为同位素
【答案】C
【解析】A项，煤油来源于石油，属于不可再生能源，故A错误；B项，氢气的燃烧过程放出热量，将化学能变为热能，故B错误；C项，元素符号左上角数字为质量数，所以火星陨石中的 20Ne 质量数为20，故C正确；D项，同位素须为同种元素，3He 和 3H的质子数不同，不可能为同位素关系，故D错误；故选C。
3．(2020•浙江1月选考)下列说法不正确的是( )
A．天然气的主要成分甲烷是高效，较洁净的燃料
B．石油的分馏、煤的气化和液化都是物理变化
C．石油的裂化主要是为了得到更多的轻质油
D．厨余垃圾中蕴藏着丰富的生物质能
【答案】B
【解析】A项，天然气的主要成分为甲烷，燃烧生成二氧化碳和水，是较清洁的燃料，故A正确；B项，煤的气化和液化均为化学变化，故B错误；C项，石油裂化使大分子转化为小分子，提高轻质燃料的产量，则石油裂化的主要目的是为了得到轻质油，故C正确；D项，厨余垃圾中蕴藏着以生物质为载体的能量，故D正确；故选B。
4．(2021•广东选择性考试)火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时
A．负极上发生还原反应 B．CO2在正极上得电子
C．阳离子由正极移向负极 D．将电能转化为化学能
【答案】B
【解析】根据题干信息可知，放电时总反应为4Na+3CO2=2Na2CO3+C。A项，放电时负极上Na发生氧化反应失去电子生成Na+，故A错误；B项，放电时正极为CO2得到电子生成C，故B正确；C项，放电时阳离子移向还原电极，即阳离子由负极移向正极，故C错误；D项，放电时装置为原电池，能量转化关系为化学能转化为电能和化学能等，故D正确；故选B。
5．(2022•湖南选择性考试)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是( )
A．海水起电解质溶液作用
B．N极仅发生的电极反应：2H2O+2e-=2OH-+H2↑
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D．该锂-海水电池属于一次电池
【答案】C
【解析】锂海水电池的总反应为2Li+2H2O═2LiOH+H2↑， M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为负极，电极反应为Li-e-=Li+，N极为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑。A项，海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；B项，N为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，故B正确；C项，Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，但不能传导离子，故C错误；D项，该电池不可充电，属于一次电池，故D正确；故选C。
6．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4.48L
D．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
【答案】D
【解析】由题意可知，该原电池中，锌易失电子发生氧化反应而作负极，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应。A项，a和b不连接，锌直接与硫酸反应，a和b连接，构成原电池，稀硫酸也会在正极上参与反应，A项正确；B项，锌易失电子发生氧化反应而作负极，电极方程式为：Zn-2e-=Zn2+，B项正确；C项，负极上锌生成锌离子进入溶液而导致质量减少，正极上氢离子得电子生成氢气，所以正极质量不变，两个电极减少的质量是锌的质量，锌和稀硫酸反应离子方程式为：2H++Zn=Zn2++H2↑，根据反应方程式得氢气的物质的量n(H2)=n(Zn)=，则产生H2(标准状况下)的体积为=，C项正确；D项，电子不会经过电解质溶液回到锌电极，D项错误；故选D。
7．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
【答案】A
【解析】A项，从反应历程和能量关系图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应是放热反应，故A正确；B项，能量越低越稳定，状态3能量最高，最不稳定，故B错误；C项，过程Ⅰ和Ⅱ是从低能量状态到高能量状态，需要吸收能量，过程Ⅲ是从高能量状态到低能量状态，放出能量，故C错误；D项，置换反应是单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，该反应的反应物没有单质，不属于置换反应，故D错误；故选A。
8．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
【答案】C
【解析】A项，电子由锌片经导线流向铜片，电子不能进入溶液移动，故A错误；B项，总反应为，铜离子浓度降低，溶液蓝色变浅，故B错误；C项，负极反应式Zn+-2e-=Zn2+，负极质量减少；正极反应式Cu2++2e-=Cu，正极质量增加，故C正确；D项，该装置为原电池，能将化学能转化为电能，但不可能100%转化为电能，故D错误；故选C。
9．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
【答案】C
【解析】A项，锌为金属，锌作负极，失电子，生成的锌离子向正极移动，A正确；B项，电池的总反应为，负极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，正极反应式为，B正确；C项，电子不能进入电解质溶液中，即不能进入隔离膜，C错误；D项，凝胶电解质不会出现漏液，具有优异的耐火性能，可提高电池的安全性和稳定性，D正确；故选C。
10．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X
A
Ag
Cu
硝酸银溶液
B
Zn
Fe
稀硫酸
C
Cu
Fe
硫酸铜
D
石墨
Zn
稀盐酸
【答案】B
【解析】A项，铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，负极是Cu，失电子生成铜离子，正极是Ag，溶液中Ag+得电子生成Ag，不会引起液面变化，A错误；B项，Zn比Fe活泼，Zn做负极，Fe做正极，正极H+得电子生成H2，乙电极中压强变大，U型管液面左低右高，符合题意，B正确；C项，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，负极是Fe，正极是Cu，不会引起液面变化，C错误；D项，Zn和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，正极是石墨，正极H+得电子生成H2，甲电极中压强变大，左侧U型管液面左高右低，不符合题意，D错误；故选B。
11．2022年北京冬奥会期间，诸多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NA
C．右侧的电极反应式为：
D．右侧电极为电池的负极
【答案】C
【解析】由H+移动方向可知，电池左端是负极，通入的是氢气，右端是正极，通入的是氧气。A项，电池左端是负极，即a通入的是氢气，A项错误；B项，总反应方程式为：，则电池每消耗1mol氢气，电路中通过的电子数目为2NA，B项错误；C项，右端是正极，通入的是氧气，电极方程式为，C项正确；D项，由分析可知，右侧电极为电池的正极，D项错误；故选C。
12．根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是( )
A．H2O分解为H2与O2时放出热量
B．生成1 mol H2O时吸收热量245 kJ
C．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙
D．氢气和氧气的总能量小于水的能量
【答案】C
【解析】根据能量变化可知，1 mol H2与 mol O2断键时吸收685 kJ能量，而生成1 mol H2O放出930 kJ能量，所以H2燃烧生成H2O的反应是放热反应，则H2O的分解是吸热反应。
13．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
【答案】B
【解析】A项，氮元素由游离态变为化合态为氮的固定，过程Ⅰ属于氮的固定，过程Ⅱ不是游离态变为化合态，不属于氮的固定，故A错误；B项，由图可知，过程Ⅰ中生成物总能量小于反应物总能量，总反应为放热反应，故B正确；C项，化学变化过程中一定伴随能量变化，故C错误；D项，过程Ⅱ中，氨气和氧气反应生成一氧化氮和水，发生反应的化学方程式为，故D错误；故选B。
14．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- H
Cl- Cl
H-Cl
E/ (kJ/ mol)
436
243
431
A．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
【答案】D
【解析】A项，H(g)和Cl(g)形成HCl(g)为化学键的形成过程，要释放能量，故A错误；B项，H2和Cl2反应形成HCl的过程中，非极性键断裂，极性键形成，故B错误；C项，该反应为放热反应，断开化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量，故C错误；D项，该反应为放热反应，所以1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)的总能量高于2 mol HCl(g)的总能量，故D正确；故选D。
15．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
【答案】B
【解析】A项，放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，O2的能量不一定高于SO3的能量，故A错误；B项，放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，所以SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量，故B正确；C项，放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，SO2的能量不一定高于SO3的能量，故C错误；D项，反应是否为放热反应，与反应条件无关，放热反应，可能需要加热才能发生，故D错误；故选B。
16．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
【答案】D
【解析】A项，生成物总能量小于反应物总能量，该反应是放出能量的反应，故A错误；B项，1molA—A键和1molB—B键断裂吸收xkJ的能量，故B错误；C项，2molA—B键生成需要放出ykJ的能量，故C错误；D项，根据图示，1molA2和1molB2的总能量高于2molAB的总能量，故D正确；故选D。
专题06 化学反应与能量
第15练 化学反应与能量变化
1．下列属于可再生能源的是( )
A．煤 B．石油 C．核能 D．乙醇
【答案】D
【解析】煤、石油和天然气属于三大化石燃料，均属于不可再生能源；核能是一种新能源，属于不可再生能源；乙醇属于可再生能源；故选D。
2．据报道，某国一集团拟在太空建造巨大的集光装置，把太阳光变成激光用于分解海水制氢：2H2O2H2↑＋O2↑，下列说法正确的是( )
A．水的分解反应是放热反应 B．氢气是一次能源
C．使用氢气作燃料将会增加温室效应 D．在这一反应中，光能转化为化学能
【答案】D
【解析】水的分解反应是吸热反应；H2是二次能源；H2是清洁能源，不会增加温室效应。
3．下列反应属于吸热反应的是( )
A．金属钠与水反应 B．化石燃料的燃烧
C．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合 D．氢氧化钠与盐酸反应
【答案】C
【解析】活泼金属与水或酸的反应，属于放热反应，故A错误；所有的燃烧都是放热反应，故B错误；属于吸热反应，故C正确；中和反应，属于放热反应，故D错误。故选C。
4．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
【答案】A
【解析】A项，太阳能电池是将光能转化为电能，故A错误；B项，镁与盐酸反应是放热反应，化学能转化为热能，故B正确；C项，火力发电涉及多种能量之间的转化，化学能转化为热能、热能转化为机械能、机械能转化为电能，故C正确；D项，化学反应中，化学键的断裂吸收能量，化学键的形成放出能量，故D正确；故选A。
5．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是( )
A．镁条与盐酸的反应属于放热反应
B．断裂化学键释放能量，形成化学键需要吸收能量
C．化学反应不仅有新物质生成而且伴随着能量变化
D．反应物的总能量高于生成物的总能量，反应时向环境释放能量
【答案】B
【解析】A项，镁条与盐酸的反应是金属与酸的反应，属于放热反应，A正确；B项，断裂化学键吸收能量，形成化学键需要放出能量，B不正确；C项，化学反应既有新物质生成也必定伴随着能量变化，C正确；D项，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应过程放出能量，即向环境释放能量，D正确；故选B。
6．下列说法正确的是( )
A．镍氢电池、锂离子电池和碱性锌锰干电池都是二次电池
B．化学电池的反应基础是氧化还原反应
C．燃料电池是一种高效但是会严重污染环境的新型电池
D．铅蓄电池放电的时候正极是Pb，负极是PbO2
【答案】B
【解析】A项，镍氢电池、锂离子电池为二次电池，碱性锌锰千电池为一次电池，选项A错误；B项，化学电池是将化学能转变为电能的装置，有电子的转移，实质为氧化还原反应，选项B正确；C项，燃料电池如氢氧燃料电池高效，但没有污染， 选项C错误；D项，铅蓄电池放电的时候，Pb被氧化，为原电池的负极，PbO2被还原，为原电池的正极，选项D错误；故选B。
7．下列设备工作时，将化学能转化为电能的是( )
【答案】B
【解析】硅太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，A 不合题意；锂离子电池是将化学能转化为电能的装置，B合题意；太阳能热水器是将太阳能转化为热能的装置，C不合题意；燃气灶是将化学能转化为热能的装置，D不符合题意。故选B。
8．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是( )
A．Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag B．Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4 D．AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3
【答案】D
【解析】A项是银锌电池，B项铅酸电池，C项是铜锌电池。以上三项都是氧化还原反应，而D项不是氧化还原反应。
9．对原电池的电极名称，下列叙述中错误的是( )
A．电子流入的一极为正极 B．比较不活泼的一极为正极
C．电子流出的一极为负极 D．发生氧化反应的一极为正极
【答案】D
【解析】原电池中，电子流入的一极为正极，A正确；较不活泼的一极为正极，B正确；电子流出的一极为负极，C正确；发生氧化反应的一极为负极，D错误。故选D。
10．下列有关原电池的叙述中不正确的是( )
A．原电池是将化学能转化为电能的装置
B．在原电池中，电子流出的一极是负极，发生氧化反应
C．锌、铜、硫酸组成的原电池中，溶液中的 Zn2＋、H＋均向正极移动
D．构成原电池的两个电极必须是活泼性不同的两种金属
【答案】D
【解析】A项，原电池可将化学能转化为电能，在外电路中形成电流，故A正确；B项，在原电池中，负极是电子流出的一极，发生氧化反应，故B正确；C项，原电池工作时，溶液中的阳离子均向正极移动，故C正确；D项，构成原电池的两极可以是两种活泼性不同的金属或金属与非金属导体，如石墨等，故D错误；故选D。
11．以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是( )
A．锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol H2
B．两极上溶解和析出的物质质量相等
C．锌片溶解31 g，铜片上析出1 g H2
D．锌片溶解了1 mol，硫酸消耗0.5 mol
【答案】A
【解析】在涉及原电池的有关计算中，关键是要把握住一点，即两极得、失电子数相等。利用这一特点，我们从电极反应看：负极：Zn－2e－===Zn2＋；正极：2H＋＋2e－===H2↑。当溶解1 mol锌时失去2 mol电子，铜片上析出1 mol氢气也得到 2 mol电子，得失电子守恒，这样即可推出A正确。故选A。
12．下列关于实验现象的描述不正确的是( )
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B．用锌片作负极，铜片作正极，在CuSO4溶液中，铜片质量增加[来源:学科网]
C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
【答案】C
【解析】铜片和铁片紧靠并浸入稀H2SO4中，铜片上的H＋获得由铁片传递过来的电子2H＋＋2e－===H2↑，所以可观察到铜片表面出现气泡；锌片作负极，铜片作正极，发生反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的Cu在铜片上析出使其质量增加；铜片插入FeCl3溶液，发生的反应是Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，并没有单质铁的析出；向盛有锌粒和盐酸的试管中，滴入几滴CuCl2溶液，发生反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，置换出的Cu与剩余的Zn接触，置于盐酸中，构成了原电池，加速2H＋＋2e－===H2↑的反应，可观察到气泡放出速率加快。故选C。
13．LED(Light Emitting Diode)，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。下图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是( )
A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
B．铜片上发生的反应为：2H＋+2e―＝H2↑
C．如果将硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动
D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变
【答案】C
【解析】A项，原电池把化学能转化为电能，电能又转化为光能，即装置中存在“化学能→电能→光能”的转换，A正确；B项，锌的金属性强于铜，锌是负极，铜是正极，溶液中的离子在正极放电，即铜片上发生的反应为：2H＋+2e―＝H2↑，B正确；C项，如果将硫酸换成柠檬汁，仍然可以构成原电池，因此导线中会有电子流动，C错误；D项，如果将锌片换成铁片，仍然是铜作正极，铁作负极，即电路中的电流方向不变，D正确。故选C。
14．关于右图装置的叙述，正确的是( )
A．铜是负极，铜片上有气泡产生
B．铜片质量逐渐减少
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原后生成H2
【答案】D
【解析】由所给图示可知Zn为原电池负极，失去电子被氧化，电子经导线流向正极(Cu极)，溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2；Cu为原电池的正极，电流流向与电子流向相反。故选D。
15．下列关于化学电源的叙述错误的是( )
A．干电池根据电池内的电解质分为酸性电池和碱性电池
B．干电池中碳棒为正极
C．铅蓄电池是可充电电池
D．铅蓄电池中的PbO2为负极
【答案】D
【解析】铅蓄电池工作时PbO2→PbSO4，铅元素化合价由＋4价降为＋2价，被还原，故PbO2为正极。故选D。
16．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)+NH3
【答案】C
【解析】A项，根据原电池中一般活泼金属作负极，活泼性较弱的金属或非金属作正极，结合原电池的总反应式可知，石墨作正极，A项正确；B项，根据题中电池反应方程式可知，Zn化合价升高，被氧化，发生氧化反应，B项正确；C项，原电池中，电子从负极经导线流向正极，在该普通锌锰干电池中，Zn作负极，石墨作正极，电子应从Zn极经导线流向石墨，C项错误；D项，正极发生还原反应，其电极反应方程式为：NH4++MnO2+e－＝MnO(OH)+NH3，D项正确；故选C。
1．下列设备工作时，将化学能转化为电能的是( )
A
B
C
D
锂离子电池
硅太阳能电池
电动车电池充电
燃气灶
【答案】A
【解析】A项，锂离子电池为原电池，将化学能转化为电能，A符合题意；B项，太阳能电池为太阳能转化为电能，B不符合题意；C项，电动车电池充电是将电能转化为化学能，C不符合题意；D项，燃气灶为化学能转化为热能，D不符合题意；故选A。
2．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
【答案】B
【解析】A项，图Ⅰ所示电池中，Zn为负极，石墨是正极，原电池中电子由负极经外电路流向正极，即电子经锌筒沿外电路导线流向石墨电极，A错误；B项，图Ⅱ所示电池中，Zn为负极，负极电极反应为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，Zn(OH)2+2OH-=[Zn(OH)4]2-，MnO2作正极，正极电极反应为MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-，MnOOH+H2O+e-=Mn(OH)2+OH-，故MnO2作氧化剂，B正确；C项，图Ⅲ所示装置工作过程中，Fe是负极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，Cu是正极，电极反应为Cu2++2e-=Cu，故电解质溶液中Cu2+浓度逐渐减少，C错误；D项，图Ⅳ所示电池中，Zn作负极，Zn是还原剂，在电池工作过程中被氧化，D错误；故选B。
3．C3H8为液化气的成分之一，其充分燃烧的方程式为。下列叙述正确的是( )
A．该反应为吸热反应
B．生成物的总能量高于反应物总能量
C．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
D．能量变化必然伴随着化学反应的发生
【答案】C
【解析】A项，燃烧为放热反应，C3H8燃烧放热，故A错误；B项，放热反应，生成物的总能量低于反应物总能量，故B错误；C项，旧键断裂吸热、新键生成放热，化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的，故C正确；D项，化学变化一定能量变化，能量变化不一定是化学变化，故D错误；故选C。
4．1mol CO(g)与1 mol H2O(g)反应生成1mol CO2(g)与1 mol H2(g)的过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A．该反应不需要加热就能直接发生
B．该反应中只有极性键的断裂和形成
C．生成2mol CO2(g)和2 mol H2(g)时，放出能量
D．CO(g)与H2O(g)所具有的总能量小于CO2(g)与H2(g)所具有的总能量
【答案】C
【解析】A项，由图示可知，该反应为放热反应，但放热反应有的也需要加热才能发生，如铝热反应，A错误；B项，生成了氢气，有非极性键的形成，B错误；C项，由图示可知，生成1mol CO2(g)和1mol H2(g)，放出的能量，则生成2mol CO2(g)和2 mol H2(g)时，放出的能量，C正确；D项，由图示可知，反应物的总能量比生成物的总能量高，该反应为放热反应，则CO(g)与H2O(g)所具有的总能量比CO2(g)与H2(g)所具有的总能量高，D错误；故选C。
5．已知化学反应2C(s)＋O2(g)2CO(g)、2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此判断，下列说法不正确的是(其他条件相同)( )
A．12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量
B．56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量
C．12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量
D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多
【答案】A
【解析】放出热量的化学反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量。C和CO的燃烧反应都是放热反应，所以C＋O2CO2必然是放热反应，因此，B、C两项的说法正确；12 g C并不代表反应物的全部，O2也是反应物，所以A项不正确；由于CCO放热、COCO2放热，所以CCO2比CCO放出的热量要多，即D项说法正确。
6．在25 ℃，101 kPa下，1 mol的白磷(化学式为P4)完全燃烧放出的热量比4 mol的红磷(化学式为P)完全燃烧放出的热量多。化学方程式分别为P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s)；4P(s)＋5O2(g)===P4O10(s)。由此判断，下列说法正确的是( )
A．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷高
B．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷低
C．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷高
D．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷低
【答案】D
【解析】白磷和红磷燃烧的生成物相同，但白磷释放的热量较多，说明等质量的白磷具有较高的能量，白磷转化为红磷要放热，反之要吸热。
7．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。共价键的键能是两种原子间形成1 mol共价键(或其可逆过程)时释放(或吸收)的能量。已知H—H键的键能为436 kJ·mol－1、Cl—Cl键的键能为243 kJ·mol－1、H—Cl键的键能为x，若1 mol H2(g)与1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g)放出183 kJ的热量，则x为( )
A．496 kJ·mol－1 B．431 kJ·mol－1 C．862 kJ·mol－1 D．248 kJ·mol－1
【答案】B
【解析】2x－436 kJ·mol－1－243 kJ·mol－1＝183 kJ·mol－1，解得：x＝431 kJ·mol－1。
8．质量均为的铁片、铜片和溶液组成的装置如图所示，下列说法正确的是( )
A．a和b用导线连接时，电子通过电解质溶液转移到铜片上
B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色直接变成黄色
D．a和b用导线连接后，当电路中有0.2NA个电子通过时，理论上铁片与铜片的质量差为
【答案】D
【解析】A项，原电池中，电子不能通过电解质溶液，A错误；B项，a和b用导线连接时，形成原电池，铜片上发生的反应为Cu2++2e-=Cu，B错误；C项，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色变成浅绿色，C错误；D项，a和b用导线连接后，总反应为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，当电路中有0.2NA个电子通过时，转移电子0.2mol，消耗Fe0.1mol，质量为 ，生成Cu0.1mol，质量为 ，故理论上铁片与铜片的质量差为12g，D正确；故选D。
9．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
【答案】D
【解析】锌片和铜片做原电池的两极，水果做电解质溶液，锌比铜活泼，所以锌做负极，铜做正极。A项，由以上分析可知，铜片做正极，故A正确；B项，锌做负极，在负极上，锌失去电子生成锌离子，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，故B正确；C项，在原电池中化学能主要转化为电能，故C正确；D项，电子从锌片经外电路流向铜片，电子不能进入电解质溶液中，故D错误；故选D。
10．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
【答案】D
【解析】A项，甲构成原电池，甲烧杯中铜片是正极，发生反应2H++2e-=H2↑，铜表面有气泡产生，故A错误；B项，甲构成原电池，铜是正极；乙没有形成闭合电路，没有形成原电池，故B错误；C项，两烧杯中都发生反应，溶液的均增大，故C错误；D项，甲构成原电池，反应速率加快，所以产生气泡的速度甲比乙快，故D正确；故选D。
11．如图所示的原电池装置，X 、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是( )
A．外电路的电流方向为：X→外电路→Y
B．若两电极分别为Zn和碳棒，则X为碳棒，Y为Zn
C．若两电极都是金属，则它们的活动性为X>Y
D．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
【答案】C
【解析】由题图可知，电子的流动方向是X→外电路→Y，则电流的方向就为Y→外电路→X；X为原电池的负极，Y为正极，X的活动性比Y的强，X极应发生氧化反应，Y极应发生还原反应。所以A、B、D错误；C正确。故选C。
12．反应 A＋B→C(ΔH＜0)分两步进行：①A＋B→X (ΔH ＞0)，②X→C(ΔH＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
A． B． C．D．
【答案】D
【解析】因为总反应A+B→C的ΔH＜0即为放热反应，所以A和B的总能量大于C的能量；总反应分两步进行：第①步A＋B→X (ΔH＞0)即为吸热反应，所以A和B的总能量小于X的能量；第②步X→C(ΔH＜0)即放热反应，所以X的能量大于C的能量。故选D。
13．据报道：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。反应过程如右图：下列说法中不正确的是( )
A．状态Ⅰ→状态Ⅲ是放热过程
B．该过程中，CO没有断键形成C和O
C．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O生成了CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
【答案】D
【解析】A项，根据能量--反应过程的图像知，状态I的能量高于状态III的能量，故该过程是放热反应，A正确；B项，根据状态I、II、III可以看出整个过程中CO中的C和O形成的化学键没有断裂，B正确；C项，状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O反应生成CO2的过程，C正确；D项，状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应生成CO2的过程，D错误。故选D。
1．(2021•全国乙卷)我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。碳中和是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是
A．将重质油裂解为轻质油作为燃料
B．大规模开采可燃冰作为新能源
C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D．研发催化剂将CO2还原为甲醇
【答案】D
【解析】A项，将重质油裂解为轻质油并不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故A不符合题意； B项，大规模开采可燃冰做为新能源，会增大二氧化碳的排放量，不符合碳中和的要求，故B不符合题意；C项，通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故C不符合题意；D项，研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇，可以减少二氧化碳的排放量，达到碳中和的目的，故D符合题意；故选D。
2．(2021•广东选择性考试)“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是
A．煤油是可再生能源
B．H2燃烧过程中热能转化为化学能
C．火星陨石中的20Ne质量数为20
D．月壤中的3He与地球上的3H互为同位素
【答案】C
【解析】A项，煤油来源于石油，属于不可再生能源，故A错误；B项，氢气的燃烧过程放出热量，将化学能变为热能，故B错误；C项，元素符号左上角数字为质量数，所以火星陨石中的 20Ne 质量数为20，故C正确；D项，同位素须为同种元素，3He 和 3H的质子数不同，不可能为同位素关系，故D错误；故选C。
3．(2020•浙江1月选考)下列说法不正确的是( )
A．天然气的主要成分甲烷是高效，较洁净的燃料
B．石油的分馏、煤的气化和液化都是物理变化
C．石油的裂化主要是为了得到更多的轻质油
D．厨余垃圾中蕴藏着丰富的生物质能
【答案】B
【解析】A项，天然气的主要成分为甲烷，燃烧生成二氧化碳和水，是较清洁的燃料，故A正确；B项，煤的气化和液化均为化学变化，故B错误；C项，石油裂化使大分子转化为小分子，提高轻质燃料的产量，则石油裂化的主要目的是为了得到轻质油，故C正确；D项，厨余垃圾中蕴藏着以生物质为载体的能量，故D正确；故选B。
4．(2021•广东选择性考试)火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时
A．负极上发生还原反应 B．CO2在正极上得电子
C．阳离子由正极移向负极 D．将电能转化为化学能
【答案】B
【解析】根据题干信息可知，放电时总反应为4Na+3CO2=2Na2CO3+C。A项，放电时负极上Na发生氧化反应失去电子生成Na+，故A错误；B项，放电时正极为CO2得到电子生成C，故B正确；C项，放电时阳离子移向还原电极，即阳离子由负极移向正极，故C错误；D项，放电时装置为原电池，能量转化关系为化学能转化为电能和化学能等，故D正确；故选B。
5．(2022•湖南选择性考试)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是( )
A．海水起电解质溶液作用
B．N极仅发生的电极反应：2H2O+2e-=2OH-+H2↑
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D．该锂-海水电池属于一次电池
【答案】C
【解析】锂海水电池的总反应为2Li+2H2O═2LiOH+H2↑， M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为负极，电极反应为Li-e-=Li+，N极为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑。A项，海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；B项，N为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，故B正确；C项，Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，但不能传导离子，故C错误；D项，该电池不可充电，属于一次电池，故D正确；故选C。
6．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4.48L
D．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
【答案】D
【解析】由题意可知，该原电池中，锌易失电子发生氧化反应而作负极，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应。A项，a和b不连接，锌直接与硫酸反应，a和b连接，构成原电池，稀硫酸也会在正极上参与反应，A项正确；B项，锌易失电子发生氧化反应而作负极，电极方程式为：Zn-2e-=Zn2+，B项正确；C项，负极上锌生成锌离子进入溶液而导致质量减少，正极上氢离子得电子生成氢气，所以正极质量不变，两个电极减少的质量是锌的质量，锌和稀硫酸反应离子方程式为：2H++Zn=Zn2++H2↑，根据反应方程式得氢气的物质的量n(H2)=n(Zn)=，则产生H2(标准状况下)的体积为=，C项正确；D项，电子不会经过电解质溶液回到锌电极，D项错误；故选D。
7．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
【答案】A
【解析】A项，从反应历程和能量关系图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应是放热反应，故A正确；B项，能量越低越稳定，状态3能量最高，最不稳定，故B错误；C项，过程Ⅰ和Ⅱ是从低能量状态到高能量状态，需要吸收能量，过程Ⅲ是从高能量状态到低能量状态，放出能量，故C错误；D项，置换反应是单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，该反应的反应物没有单质，不属于置换反应，故D错误；故选A。
8．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
【答案】C
【解析】A项，电子由锌片经导线流向铜片，电子不能进入溶液移动，故A错误；B项，总反应为，铜离子浓度降低，溶液蓝色变浅，故B错误；C项，负极反应式Zn+-2e-=Zn2+，负极质量减少；正极反应式Cu2++2e-=Cu，正极质量增加，故C正确；D项，该装置为原电池，能将化学能转化为电能，但不可能100%转化为电能，故D错误；故选C。
9．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
【答案】C
【解析】A项，锌为金属，锌作负极，失电子，生成的锌离子向正极移动，A正确；B项，电池的总反应为，负极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，正极反应式为，B正确；C项，电子不能进入电解质溶液中，即不能进入隔离膜，C错误；D项，凝胶电解质不会出现漏液，具有优异的耐火性能，可提高电池的安全性和稳定性，D正确；故选C。
10．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X
A
Ag
Cu
硝酸银溶液
B
Zn
Fe
稀硫酸
C
Cu
Fe
硫酸铜
D
石墨
Zn
稀盐酸
【答案】B
【解析】A项，铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，负极是Cu，失电子生成铜离子，正极是Ag，溶液中Ag+得电子生成Ag，不会引起液面变化，A错误；B项，Zn比Fe活泼，Zn做负极，Fe做正极，正极H+得电子生成H2，乙电极中压强变大，U型管液面左低右高，符合题意，B正确；C项，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，负极是Fe，正极是Cu，不会引起液面变化，C错误；D项，Zn和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，正极是石墨，正极H+得电子生成H2，甲电极中压强变大，左侧U型管液面左高右低，不符合题意，D错误；故选B。
11．2022年北京冬奥会期间，诸多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NA
C．右侧的电极反应式为：
D．右侧电极为电池的负极
【答案】C
【解析】由H+移动方向可知，电池左端是负极，通入的是氢气，右端是正极，通入的是氧气。A项，电池左端是负极，即a通入的是氢气，A项错误；B项，总反应方程式为：，则电池每消耗1mol氢气，电路中通过的电子数目为2NA，B项错误；C项，右端是正极，通入的是氧气，电极方程式为，C项正确；D项，由分析可知，右侧电极为电池的正极，D项错误；故选C。
12．根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是( )
A．H2O分解为H2与O2时放出热量
B．生成1 mol H2O时吸收热量245 kJ
C．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙
D．氢气和氧气的总能量小于水的能量
【答案】C
【解析】根据能量变化可知，1 mol H2与 mol O2断键时吸收685 kJ能量，而生成1 mol H2O放出930 kJ能量，所以H2燃烧生成H2O的反应是放热反应，则H2O的分解是吸热反应。
13．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
【答案】B
【解析】A项，氮元素由游离态变为化合态为氮的固定，过程Ⅰ属于氮的固定，过程Ⅱ不是游离态变为化合态，不属于氮的固定，故A错误；B项，由图可知，过程Ⅰ中生成物总能量小于反应物总能量，总反应为放热反应，故B正确；C项，化学变化过程中一定伴随能量变化，故C错误；D项，过程Ⅱ中，氨气和氧气反应生成一氧化氮和水，发生反应的化学方程式为，故D错误；故选B。
14．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- H
Cl- Cl
H-Cl
E/ (kJ/ mol)
436
243
431
A．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
【答案】D
【解析】A项，H(g)和Cl(g)形成HCl(g)为化学键的形成过程，要释放能量，故A错误；B项，H2和Cl2反应形成HCl的过程中，非极性键断裂，极性键形成，故B错误；C项，该反应为放热反应，断开化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量，故C错误；D项，该反应为放热反应，所以1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)的总能量高于2 mol HCl(g)的总能量，故D正确；故选D。
15．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
【答案】B
【解析】A项，放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，O2的能量不一定高于SO3的能量，故A错误；B项，放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，所以SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量，故B正确；C项，放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，SO2的能量不一定高于SO3的能量，故C错误；D项，反应是否为放热反应，与反应条件无关，放热反应，可能需要加热才能发生，故D错误；故选B。
16．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
【答案】D
【解析】A项，生成物总能量小于反应物总能量，该反应是放出能量的反应，故A错误；B项，1molA—A键和1molB—B键断裂吸收xkJ的能量，故B错误；C项，2molA—B键生成需要放出ykJ的能量，故C错误；D项，根据图示，1molA2和1molB2的总能量高于2molAB的总能量，故D正确；故选D。
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