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当堂检测题

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当堂检测题，共12页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、选择题
1．下列关于化学键的说法正确的是
①形成离子键的阴阳离子间只存在静电吸引力
②共价化合物一定含共价键，也可能含离子键
③离子化合物一定含离子键，也可能含极性键或非极性键
④熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物
⑤第I族和第VII族原子化合时，一定生成离子键
⑥化学反应的过程，本质上是旧化学键断裂和新化学键形成的过程
A．③④⑥B．③⑥C．①③⑤D．③④⑤
2．锌银纽扣电池具有质量小、体积小、储存时间长的优点。电池的总反应为，下图为其构造示意图，下列说法错误的是
A．Ag2O电极为正极，发生还原反应
B．电子由负极经过电解质溶液移向正极
C．负极的电极反应：
D．该锌银纽扣电池为一次电池
3．下列物质使用过程中不属于利用了化学反应热效应的是
A．液氢液氧助力火箭一飞冲天B．利用充电宝给学习灯充电
C．冬天用“暖宝宝”取暖D．自热火锅中的加热包工作原理
4．水系电池在碳循环方面具有广阔的应用前景。该电池的示意图如下，其中双极膜在工作时催化解离为和，并在直流电场的作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是
A．放电时，电极为负极，发生还原反应
B．充电时，从电极通过双极膜到达催化电极发生反应
C．放电时，催化电极上的反应为
D．充电时，电极上的反应为
5．下列描述的反应中产物的总能量高于反应物的总能量的是
A．金属与稀盐酸的反应B．高温分解
C．溶于水D．能量变化如图所示的化学反应
6．某原电池装置如图所示，下列说法正确的是
A．Fe作负极B．碳棒上有O2生成
C．可将电能转化为化学能D．电子从碳棒经导线流向Fe
7．用下列装置或操作进行相应实验，能达到实验目的的是
A．图I探究和水反应是否放热
B．图II用于分离溴单质与四氯化碳
C．图III检验化合物中是否含钾元素
D．图IV探究的漂白性
8．目前，中国汽车行业已经发生翻天覆地的变化，电动汽车的发展异常耀眼。新能源汽车最重要的部件就是电池，现有一款铅酸电池，放电时的电池反应：。据此判断下列叙述正确的是
A．放电时，电能转化为化学能B．Pb是负极
C．得电子，被氧化D．电池放电时，溶液酸性增强
9．由NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，下列有关说法正确的是
A．石墨Ⅰ极为正极，石墨Ⅱ极为负极
B．Y的化学式为N2O5
C．石墨Ⅰ极的电极反应式为2NO2-2e-+H2O=N2O5+2H+
D．石墨Ⅱ极上发生氧化反应
10．实验探究是提高学习效果的有力手段。某同学用如图所示装置研究原电池原理，下列说法错误的是
A．若将图1装置的Zn、Cu下端接触，Zn片逐渐溶解，Cu片上能看到气泡产生
B．图2中H＋向Zn片移动
C．若将图2中的Zn片改为Mg片，Cu片上产生气泡的速率加快
D．图2与图3中，Zn片减轻的质量相等时，正极产物的质量比为1∶32
11．某反应由两步反应A→B→C完成，它的反应能量变化曲线如图所示。下列叙述正确的是
A．两步反应均为放热反应B．A与C的能量差为
C．A→B的反应一定需要加热D．三种物质中C最稳定
12．通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应：H2S＋H2SO4=SO2↑＋S↓＋2H2O、S＋O2=SO2。下列说法正确的是
A．反应H2S＋H2SO4=SO2↑＋S↓＋2H2O中，生成1mlSO2转移2ml电子
B．电池工作时，H+由b极区向a极区
C．a极上的反应为SO2＋2e-+2H2O=SO＋4H+
D．理论上1mlH2S参加反应可产生H2的物质的量为2ml
13．中国载人登月初步飞行方案公布，计划2030年前实现登月。登月发射使用的火箭是长征9号火箭，火箭采用煤油、液氢、液氧等无毒无污染推进剂。分解水可以制取氢气，分解时的能量变化如图所示。下列有关该反应的说法正确的是
A．断开H-O键放出能量
B．反应物的总键能大于生成物的总键能
C．该条件下生成物比反应物更为稳定
D．寻找合适催化剂可不需要额外提供能量实现分解水
14．下列有关离子方程式书写正确的是
A．铅蓄电池放电时的正极反应：
B．(二元弱酸)溶液中滴加少量的溶液：
C．“侯氏制碱法”中制备：
D．向明矾溶液中滴加溶液至沉淀质量最大：
15．一般情况下，下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是
A．KOH+HCl=KCl+H2OB．Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+
C．Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑D．Na2O+H2O=2NaOH
二、填空题
16．原电池原理
(1)根据原电池的工作原理分析判断(填写“正极”或“负极”)。
①由组成原电池的电极材料判断。一般是活动性较强的金属为 极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为 极。
②根据电流方向或电子流动方向判断。电流由 极流向 极；电子由 极流向 极。
③根据原电池中电解质溶液内离子的移动方向判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向 极，阴离子移向 极。
④根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的 极失电子发生氧化反应，其 极得电子发生还原反应。
⑤根据现象判断。一般情况下，溶解的一极为 极，增重或有气体逸出的一极为 极。
(2)如图是某兴趣小组设计的原电池示意图，实验结束后，在实验报告上记录信息如下。
①实验报告中记录合理的是 (填字母)。
②请写出该电池的负极反应式： 。
③将稀硫酸换成硫酸铜溶液，电极质量增加的是 (填“锌极”或“铜极”，下同)，溶液中移向 。
17．小明在了解了电池的发现历史和自己所学的电化学知识后，萌生了自己动手做一个电池的想法，于是他邀请你和他一起进行了下面的探索。
(1)正确的科学知识是能顺利进行实验的前提，为了确保你们实验的顺利进行，先来看看你对原电池的知识是否了解清楚了。下列化学反应可以设计成原电池的是___________。
A．CaO+H2O=Ca(OH)2B．NaOH+HCl=NaCl+H2O
C．CaCO3CaO +CO2D．Fe+CuCl2=FeCl2+Cu
(2)了解了原电池的原理之后，需要来挑选自己制作原电池的材料，下面是你们收集到的一些用品，请挑选出可以用来制作原电池的用品填到相应的位置(导线、烧杯、电流表等仪器已有)。
铜片、锌片、塑料片、纸片、酒精、食醋、水、柠檬。
负极材料： ；正极材料： ；电解质溶液： 。
(3)正确选取了实验材料后，你们开始动手组装原电池，组装成的电池如下图所示，为了向其他同学介绍这款电池，需要对这款电池的原理做一个分析，下列说法正确的是___________。
A．铁环作负极，发生还原反应B．电池工作时，电子从铁环经 LED 灯流向铜线
C．电池工作时，铁环变细铜线变粗D．电池工作结束后柠檬的酸性变强
三、解答题
18．下表中数据是第三周期的三种金属元素X、Y、Z逐渐失去电子的电离能。
试回答下列问题
(1)根据数据分析，X、Y、Z的最外层电子数，简述理由 。
(2)X元素的原子核外最外层电子排布式为 。
(3)X、Y、Z三种元素的原子半径由大到小顺序为 ；X、Y、Z三种元素的离子半径由大到小顺序为 。
(4)第三周期中能与Y元素形成YD型化合物的元素D位于 族，用电子式表示化合物YD的形成过程 。
(5)写出金属Y与石墨电极、稀硫酸构成的原电池的电极反应式：负极： ；正极： 。
19．现代社会的一切都离不开能量，化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量变化，是人类获取能量的重要途径。
(1)下列化学反应过程中，伴随热量放出的有 (填序号)。
①炸药爆炸 ②Ba(OH)2·8H2O与NH4C1反应
③碳酸钙受热分解 ④二氧化碳通过炽热的碳
⑤稀盐酸与NaOH溶液反应 ⑥锌与稀硫酸反应
(2)合成氨工业丰富了我国的能源结构，推动了我国能源的可持续发展。工业合成氨的能量变化示意图如下：

①工业合成氨的化学反应方程式为 。
②当生成2 ml NH3(1)时，该反应 (填“吸收”或“放出”)能量 kJ(用含a、b、c的代数式表示)。
③工业生产中为提高合成氨的速率，可采取的措施有 (任写两点)。
(3)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力，其工作原理如图所示。

①电极 (填“M”或“N”)为正极。
②负极的电极反应式为 。
a．电流计指针偏转
b．Cu极有H2产生
c．H+向负极移动
d．电流由Zn经导线流向Cu
电离能/kJ•ml-1
X
578
1817
2745
11575
14830
18376
23293
Y
738
1451
7733
10540
13630
17995
21703
Z
496
4562
6912
9943
13353
16610
20114
参考答案：
1．A
【详解】①阴阳离子间存在静电吸引力，也存在原子核之间的静电斥力，错误
②共价化合物一定含共价键，不含离子键，错误；
③离子化合物一定含离子键，也可能含极性键或非极性键，如过氧化钠是含有离子键和非极性键的离子化合物，正确；
④熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物，正确；
⑤第IA族和第VIIA族原子化合时，不一定生成离子键，也可能生成共价键，如第IA族的H原子与第VIIA族原子化合时生成共价键，错误；
⑥化学反应过程中旧键断裂以及新键形成，是化学反应的本质，正确；
故选A。
2．B
【详解】A．Ag2O电极为正极，发生还原反应，故A正确；
B．电子由负极经过导线移向正极，不经过电解质溶液，故B错误；
C．负极的电极反应：，故C正确；
D．该纽扣电池无法充电，为一次电池，故D正确；
故答案为：B。
3．B
【详解】A．液氢燃烧放出大量的热，气体膨胀，推动火箭起飞，A不符合题意；
B．利用充电宝给手机充电是利用原电池原理，不属于利用了化学反应产生的热效应，B符合题意；
C．“暖宝宝”中含有铁粉，空气中的氧气与铁粉发生反应产生氧化铁，会释放出热量，利用了化学反应产生的热效应，C不符合题意；
D．加热包内含有氧化钙，与水反应放出热量，利用了化学反应产生的热效应，D不符合题意；
故选B。
4．C
【分析】由图知，该电池在放电时，作负极失去电子，发生氧化反应，电极反应式为，催化电极作为正极得电子，发生还原反应，电极反应式为，充电时，作为阴极，双极膜在工作时催化解离为和，氢离子移向阴极，电极反应式为，催化电极为阳极，双极膜在工作时催化解离为和，氢氧根移向阴极，电极反应式为，据此回答。
【详解】A．由分析知，放电时，电极为负极，发生氧化反应，A错误；
B．由分析知，充电时，从双极膜向催化电极移动，并发生反应，OH-离子不能通过双极膜，B错误；
C．由分析知，放电时，催化电极上的反应为 ，C正确；
D．充电时，电极上的反应为，D错误；
故选C。
5．B
【分析】产物的总能量高于反应物的总能量，则转化过程吸收能量。
【详解】A．镁和盐酸的反应为放热反应，A错误；
B．碳酸钙的分解反应为吸热反应，B正确；
C．氧化溶于水时和氧气反应，为放热反应，C错误；
D．能量变化如图所示的化学反应为放热反应，D错误；
故选B。
6．A
【分析】由题干原电池装置图可知，Fe是活泼电极，能与稀硫酸发生氧化还原反应，该电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，发生氧化反应，则Fe为负极，碳棒为正极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，Fe作负极，碳棒为正极，A正确；
B．由分析可知，碳棒上有H2生成，电极反应为：2H++2e-=H2↑，B错误；
C．该装置为原电池装置，故可将化学能转化为电能，C错误；
D．由分析可知，Fe作负极，碳棒为正极，则电子从Fe经导线流向碳棒，D错误；
故答案为：A。
7．A
【详解】A．挤压胶头滴管的胶头，水和钠反应放热，使试管中空气膨胀，U型管中的红墨水左管液面下降，右管液面上升，故A正确；
B．溴和四氯化碳互溶，不能用分液的方法分离，故B错误；
C．观察钾的焰色时应透过蓝色钴玻璃，以滤去钠的黄光的干扰，故C错误；
D．两有色布条均褪色，氯气和水反应生成的次氯酸有漂白性，向干燥的布条中通入未干燥的氯气，水润的氯气会使有色布条褪色，是因为生成了次氯酸的缘故，与氯气无关，不能说明氯气具有漂白性，故D错误；
故选A。
8．B
【详解】A．放电时为原电池，将化学能转化为电能，故A错误；
B．放电时为原电池，Pb发生失电子的氧化反应、作负极，故B正确；
C．放电时为原电池，PbO2得电子，被还原，故C错误；
D．电池放电时总反应为PbO2＋Pb＋2H2SO4═2PbSO4＋2H2O，消耗硫酸，溶液酸性减弱，故D错误；
故答案选B。
9．B
【详解】A、燃料电池中通氧气的为正极，通燃料的为负极，则石墨I极为负极，石墨Ⅱ极为正极，故A错误；
B、NO2中氮元素的化合价为+4价，反应后N元素化合价升高，且Y为氧化物，所以Y的化学式为N2O5，故B正确；
C、负极上NO2失电子生成N2O5，则石墨I极的电极反应式为NO2+-e-═N2O5，故C错误；
D、石墨Ⅱ极为氧气得电子发生还原反应，故D错误；
故选B。
10．B
【详解】A．Zn、Cu直接接触就能构成闭合回路而形成原电池，Zn片逐渐溶解，Cu片上可看到有气泡产生，A正确；
B．图2中原电池工作时，Zn作负极，Cu作正极，H＋带正电荷，应该向正极Cu片移动，B错误；
C．由于Mg的失电子能力强于Zn，所以将Zn片改为Mg片后，电子转移速率加快，生成H2的速率也加快，C正确；
D．图2中假设负极消耗65 g Zn，则转移2 ml电子，正极产生2 g H2，而图3中负极消耗65 g Zn，也转移2 ml电子，则正极析出64 g Cu，正极产物的质量比为1∶32，D正确；
故选B。
11．D
【详解】A．A的能量小于B的能量，说明A→B的反应为吸热反应，B的能量大于C的能量，说明B→C的反应为放热反应，故A错误；
B．由图可知A与C的能量差为E4-(E3-E2)，故B错误；
C．A→B为吸热反应，不一定需要加热，如氯化铵晶体和氢氧化钡晶体的反应为吸热反应，不需要加热，故C错误；
D．物质的能量越低越稳定，C的能量最低，C最稳定，故D正确；
答案选D。
12．A
【分析】电极a二氧化硫失电子，发生氧化反应，为负极；电极b碘得电子，发生还原反应，为正极。
【详解】A．反应H2S＋H2SO4=SO2↑＋S↓＋2H2O中，H2SO4生成SO2，故生成1mlSO2转移2ml电子，故A正确；
B．电池中H+移向正极b电极，故B错误；
C．电极a上二氧化硫失电子生成硫酸，电极反应为：，故C错误；
D．H2S发生反应生成二氧化硫：，1mlH2S反应生成1ml二氧化硫，结合电极反应可知1ml反应转移2ml电子，结合b电极反应：，转移2ml电子生成2mlHI，根据反应，可知2mlHI分解生成1ml氢气，则1mlH2S反应生成1ml氢气，故D错误；
故选A。
13．B
【分析】在化学反应过程中，断键会吸收能量，形成化学键会释放能量，化学反应过程中能量变化等于反应物总能量与生成物总能量的差，据此分析解答。
【详解】A．在H2O分解产生H2和O2的反应过程中，断开H-O键需要吸收能量，A错误；
B．根据图示可知：反应物的总能量小于生成物的总能量，反应为吸热反应，故反应物的总键能大于生成物的总键能，B正确；
C．该条件下生成物能量更高，更不稳定，C错误；
D．催化剂降低反应活化能，并不改变反应放热和吸热，仍需要额外提供能量实现分解水，D错误；
故选B。
14．D
【详解】A．铅蓄电池放电时在正极得到电子生成PbSO4，电极方程式为：，故A错误；
B．是二元弱酸，溶液中滴加少量的溶液生成NaH2PO3，离子方程式为：，故B错误；
C．“侯氏制碱法”中向饱和食盐水中先后通入氨气和二氧化碳得到碳酸氢钠固体，离子方程式为：，故C错误；
D．向明矾溶液中滴加溶液至沉淀质量最大，说明生成了BaSO4沉淀，离子方程式为：，故D正确；
故选D。
15．B
【详解】自发的氧化还原反应能设计成原电池，A、D不是氧化还原反应，C是非自发的氧化还原反应，B是自发的氧化还原反应，故答案为B。
16．(1) 负 正 正 负 负 正 正 负 负 正 负 正
(2) ab Zn-2e-=Zn2+ 铜极 锌极
【详解】（1）①由组成原电池的两极材料判断，一般是活泼性强的金属易失电子作原电池的负极，活泼性弱的金属或能导电的非金属为正极；
②根据电流方向或电子流动方向判断；电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极；
③根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向．在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是正极极，阴离子移向的极为 负极；
④根据原电池两极发生的变化来判断，原电池的负极总是失电子元素的化合价升高，发生氧化反应，其正极总是得电子，元素的化合价降低，被还原，发生还原反应；
⑤根据现象判断。一般情况下，溶解的一极为负极，增重或有气体逸出的一极为正极。
（2）①锌比铜活泼，形成原电池反应时，锌为负极，发生氧化反应，电极方程式为Zn-2e-═Zn2+，铜为正极，发生还原反应，电极方程式为2H++2e-═H2↑，若有1ml电子流经导线，则产生0.5ml氢气，由于氢离子被消耗，酸性减弱，pH值增大，电子由负极经外电路流向正极，不能通过电解质溶液，溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，电流由正极铜流向负极锌，则正确的有ab；
②负极是活泼金属锌失电子，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；
③如果将稀硫酸换成硫酸铜溶液，铜为正极，正极发生反应Cu2++2e-=Cu，导致质量增加，溶液中移向锌极。
17．(1)D
(2) 锌片 铜片 食醋、柠檬
(3)B
【详解】（1）自发的氧化还原反应可以设计成原电池，ABC反应均不是氧化还原反应，D中铁、铜元素化合价发生改变为氧化还原反应，故选D；
（2）自发的氧化还原反应可以设计成原电池，活泼的金属可做负极、铜导电可以做正极，能导电的电解质溶液做电解液，故负极材料：锌片；正极材料：铜片；电解质溶液：食醋、柠檬；
（3）A．铁环作负极，失去电子发生氧化反应，错误；
B．电池工作时，电子从负极流向正极，故由铁环经 LED 灯流向铜线，正确；
C．电池工作时，铁环失去电子生成亚铁离子，变细；铜线做正极，氢离子得到电子发生还原反应，铜线不变粗，错误；
D．电池工作结束后柠檬中氢离子被消耗，酸性变弱，错误；
故选B。
18．(1)X、Y、Z的最外层电子数分别是3、2、1；电离能相差很大时，较小的电离能即为其最外层电子全失去时的电离能，从而确定其最外层电子数
(2)3s23p1
(3) Na>Mg>Al Na+>Mg2+>Al3+
(4) ⅥA
(5) Mg—2e—=Mg2+ 2H++2e—=H2↑
【详解】（1）由表格数据可知，X元素第三、四电离能差距很大说明原子的原子最外层电子数为3，则X为Al元素；Y元素的第二、三电离能差距很大说明原子的原子最外层电子数为2，则Y为Mg元素；Z元素的第一电离能和第二电离能相对差距很大说明原子的原子最外层电子数为1，则X为Na元素，故答案为：X、Y、Z的最外层电子数分别是3、2、1；电离能相差很大时，较小的电离能即为其最外层电子全失去时的电离能，从而确定其最外层电子数；
（2）铝元素的原子序数为13，基态原子的价电子排布式为3s23p1，故答案为：3s23p1；
（3）同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则原子半径由大到小顺序为Na>Mg>Al；电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径由大到小顺序为Na+>Mg2+>Al3+，故答案为： Na>Mg>Al； Na+>Mg2+>Al3+；
（4）由化合价代数和为0可知，MgD中D元素为位于元素周期表第三周期ⅥA族的硫元素；硫化镁是只含有离子键的离子化合物，表示硫化镁形成过程的电子式为，故答案为：ⅥA；；
（5）镁、石墨电极在稀硫酸中构成原电池，镁是原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成镁离子，电极反应式为Mg—2e—=Mg2+，石墨电极为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，故答案为：Mg—2e—=Mg2+；2H++2e—=H2↑。
19．(1)①⑤⑥
(2) 放出 2(b+c-a) 增大N2的浓度、升高温度、使用更高效的催化剂
(3) N
【详解】（1）①炸药爆炸是物质急速燃烧，属于放热反应；②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应属于吸热反应；③碳酸钙的分解属于吸热反应；④二氧化碳通过炽热的碳为吸热反应；⑤中和反应是放热反应；⑥金属与酸的反应属于放热反应；
（2）①工业合成氨的化学反应方程式为。
②由能量变化图可知该反应为放热反应，生成2mlNH3(1)时放出能量为2(b+c-a)kJ。
③工业生产中为提高合成氨的速率，可采取的措施有增大N2的浓度、升高温度、使用更高效的催化剂等；
（3）根据氨氧燃料电池的工作原理图可知，电极M为负极，电极N为正极；负极的电极反应式为。