【化学】化学反应与能量变化 同步练习 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

6.1化学反应与能量变化1．如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是()A．二氧化硅是太阳能电池的光电转换材料B．装置X能实现氢气和氧气再生C．若装置Y中电解质溶液呈碱性，则正极的电极反应式为D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化2．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为甲烷，然后将甲烷通入以KOH为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为()A．CH4＋10OH－－8e－＝CO＋7H2OB．O2＋4H＋＋4e－＝2H2OC．CH4－8e－＋8OH－＝CO2＋6H2OD．O2＋2H2O＋4e－＝4OH－3．某干电池原理如图所示，电池总反应为：Zn+2NH=Zn2++2NH3↑+H2↑。下列有关该电池的说法中错误的是()A．锌片上发生氧化反应B．碳棒上反应为2NH+2e-=2NH3↑+H2↑C．图中该电池原理装置工作过程中溶液pH增大D．断开导线，图中该电池原理装置中不再发生任何反应4．我国科学家最近开发出锌硒电池，工作原理如图所示。放电时，电池总反应为。下列说法正确的是()

A．放电时电能转化成化学能B．a极的电极反应式为C．放电时，溶液中向a极迁移D．1molSe完全反应时外电路中转移2mol电子5．利用微生物燃料电池(MFC)可以将废水中的降解为N2.某课题组设计出如图所示的微生物燃料电池进行同步硝化和反硝化脱氮研究，下列说法不正确的是()A．好氧电极b上发生的反硝化反应为2+10e-+12H+=N2↑+6H2OB．好氧电极b上的副反应为O2+4e-+4H+=2H2OC．鼓入空气越多，越能促进反硝化反应的进行D．理论上(不考虑副反应)每消耗1molC6H12O6，可以处理的物质的量为4.8mol6．下列反应属于放热反应的是()A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体 B．C和CO2C．碳酸钙的分解 D．铁与盐酸7．伴随下列变化而发生的能量变化中，属于反应热的是()A．形成1molH－Cl键放出的能量 B．石墨转化成金刚石吸收的能量C．Na变成Na＋吸收的能量 D．水蒸气变成液态水放出的能量8．下列有关化学反应与能量的说法正确的是()A．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关B．燃煤发电中的能量转化过程是：化学能→热能→机械能→电能C．风力、流水、原煤、电力、天然气都属于一次能源D．石墨和金刚石由同种元素组成，故它们之间的相互转化不涉及能量变化9．下列“解释或结论”与“实验操作及现象”不对应的是()选项实验操作及现象解释或结论A将氯水滴入KI-淀粉溶液中，溶液变成蓝色Cl2的氧化性强于I2B向某溶液中加入稀硝酸无明显现象，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成该溶液中一定含有C将蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，产生大量白烟NH3遇到HCl时反应生成NH4Cl晶体D将Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶体在小烧杯中混合搅拌，用手触摸烧杯外壁感觉变凉Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应A．A B．B C．C D．D10．通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的工作原理如图所示，下列说法错误的是()A．a为电池的正极，发生还原反应B．b极的电极反应为C．传感器工作过程中，电解质溶液中的浓度不变D．当电路中转移电子时，传感器内参加反应的HCHO为1.5mg11．下列生产活动中，没有运用相应化学原理的是()选项生产活动化学原理ANa2O2用于呼吸面具的供氧剂Na2O2与人呼出的H2O、CO2都能发生反应生成O2B葡萄酒生产时用SO2作食品添加剂SO2具有还原性且有防腐作用C高铁酸钾、硫酸铁用于水处理剂高铁酸钾与硫酸铁均有强氧化性D“白色石油”锂用于电池负极材料锂的比能量高A．A B．B C．C D．D12．《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取的绿色方法，原理如图所示。下列说法正确的是()A．a极为正极，发生还原反应 B．电流由a极流向b极C．电池总反应为： D．当外电路通过时，消耗13．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14．今年4月22日国家主席在领导人气候峰会上再次强调中国力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，关于碳及其化合物，下列说法不正确的是()A．金刚石和石墨是碳的两种不同的单质，二者互称同素异形体B．在100KPa时，1mol石墨转变为金刚石要吸收1.895kJ的热量，故金刚石比石墨稳定C．考古时常用于测定文物年代的是碳元素的一种核素C中，中子数为8D．引起温室效应的气体之一CO2中含极性共价键15．“长征二号”系列火箭用的燃料是液态的偏二甲肼(C2H8N2)，氧化剂是液态的N2O4，已知1.5g偏二甲肼完全燃烧生成N2、CO2和液态H2O放出热量50kJ。下列说法不正确的是()A．燃料在火箭发动机中燃烧主要是将化学能转化为热能和机械能B．偏二甲肼在N2O4中的燃烧反应是放热反应C．该反应中偏二甲肼和N2O4总能量低于CO2、N2和H2O的总能量D．偏二甲肼在N2O4中燃烧的化学方程式为C2H8N2+2N2O42CO2+3N2+4H2O16．氮元素在地球上含量丰富，是构成生命体的基本元素之一、回答下列问题：(1)N元素在元素周期表中的位置为。(2)制备下列物质属于固氮的是_______。A．用氮气和氢气合成氨B．分离液态空气获得氮气C．用NH4Cl和熟石灰制备氨气D．NO2溶于水得到HNO3(3)受到阳光照射浓硝酸会变黄的原因是(用化学方程式表示)。(4)近几年来关于氮污染的治理倍受关注，根据氮的性质回答以下问题；①氮的氧化物是空气的主要污染物，下列环境问题与氮的氧化物排放有关的是。A．酸雨

B．光化学烟雾C．白色污染

D．水土流失②向酸性工业废水中加入次氯酸钠溶液，可将其中的NH完全转化为N2，而次氯酸钠被还原为NaCl。写出上述反应的离子方程式：。(5)潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池工作原理如图所示：①电极a名称是。②电解质溶液中OH-离子向移动(填“电极a”或“电极b”)。③电极b的电极反应式为。17．回答下列问题：(1)下图是某化学兴趣小组探究化学能转变为电能的装置。①若电极a为Zn、电极b为Ag、c为CuSO4溶液，开始时a电极与b电极质量相等，当电路中转移0.2mol电子时，a电极与b电极质量差为g。②若电极a为Mg、电极b为Al、c为NaOH溶液，则负极电极反应式为：。③若电极a为Fe、电极b为Cu、c为浓硝酸，则正极电极反应式为：。(2)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计如图为CH4燃料电池示意图，工作时电子流向如图所示。写出电极A的电极方程式，电极A附近pH如何变化？(填“变大”或“变小”)。(3)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质溶液是LiAlCl4-SOCl2.电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。已知SOCl2会与水反应有刺激性气味的气体生成：SOCl2+H2O=2HCl↑+SO2↑。电池正极发生的电极反应式为；组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是。18．我国神舟十一号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，为我们更好地掌握空间交会对接技术、开展地球观测活动奠定了基础。我国制造航天飞船的主要材料是铝，因而其也被称为会飞的金属，请根据其性质回答下列问题：(1)现在工业冶炼铝的化学方程式为。(2)铝锂形成化合物LiAlH4既是金属储氢材料又是有机合成中的常用试剂，遇水能得到无色溶液并剧烈分解释放出H2，LiAlH4在化学反应中通常作(填“氧化”或“还原”)剂。(3)铝电池性能优越，在现代生产、生活中有广泛的应用。①Al-Ag2O电池可用作水下动力电源，化学反应为：2Al+3Ag2O+2NaOH+3H2O＝2Na[Al(OH)4]+6Ag，则负极的电极反应式为，正极附近溶液的pH(填“变大”“不变”或“变小”)。②铝一空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注，其原理如下图所示。该电池的正极反应方程式为；电池中NaCl溶液的作用是；以该电池为电源，用惰性电极电解Na2SO4溶液，当Al电极质量减少1.8g时，电解池阴极生成的气体在标准状况下的体积为L。19．由铜片、锌片和200mL稀H2SO4组成的原电池中（如图所示装置），请按要求填空：（1）为正极，发生反应（“氧化”或“还原”），现象是，电极反应式为；为负极，发生反应（“氧化”或“还原”），现象是，电极反应式为。（2）H＋向极移动，电子流动方向为→导线→（填电极材料）（3）若锌片只发生电化学反应，则当铜片上共放出3.36L(标准状况)气体时，H2SO4恰好完全消耗。求：①反应中消耗的锌的质量②有个电子通过了导线.③原稀H2SO4的物质的量浓度是20．已知在高温、高压、催化剂作用下，1mol石墨转化为金刚石，吸收1.9kJ的热量。(1)该反应(填“是”或“不是”)吸热反应(2)石墨和金刚石相比，能量高，更稳定。(3)推测石墨与金刚石各1mol在相同条件下燃烧，放出的热量多。21．将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如图1的装置：(以下均假设反应过程中溶液体积不变)。(1)铁片上的电极反应式为(2)若2min后测得铁片和铜片之间的质量差为1.2g，计算导线中流过的电子的物质的量为mol；(3)若将该装置改为如图2所示的装置也能达到和原装置相同的作用。其中KCl溶液起沟通两边溶液形成闭合回路的作用，同时又能阻止反应物直接接触。则硫酸铜溶液应该注入(填“左侧”、“右侧”或“两侧”)烧杯中。22．Ⅰ.某0.2L无土栽培用的营养液中含有KCl、K2SO4、NH4Cl三种溶质，测得该营养液中部分离子的浓度柱状图如图甲所示。(1)该营养液中K2SO4的物质的量浓度为mol/L。(2)若NH不参与其他任何反应，将该营养液加水稀释，稀释过程中NH的浓度(c)随溶液体积(V)变化的曲线如图乙所示，则V1=，V2=。Ⅱ.锂锰电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4，溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2，回答下列问题：(1)外电路的电流方向是由极流向极(填字母)。(2)电池正极反应式为。(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？(填“是”或“否”)，原因是。参考答案：1．B2．A3．D4．B5．C6．D7．B8．B9．B10．C11．C12．C13．B14．B15．C16．(1)第二周期第VA族(2)A(3)4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O(4)AB2NH+3ClO-=N2+3Cl-+2H++3H2O(5)负极电极aO2+4e-+2H2O=4OH-17．(1)12.9Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-NO+e-+2H+=NO2↑+H2O(2)CH4-8e-+10OH-=+7H2O减小(3)SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2↑锂是活泼金属，易与水和O2反应，SOCl2也可与水反应18．2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑还原Al+4OH－-3e－=[Al(OH)4]－变大O2+4e－+2H2O=4OH－增强溶液的导电能力2.24