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专题1化学反应与能量变化
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．甲醇固体氧化物燃料电池工作原理示意图如下。下列有关说法正确的是
A．极氧气得电子转化为
B．从燃料电池的负极向正极迁移
C．该燃料电池能将电能转化为化学能
D．B极反应为
2．已知完全燃烧7.80g乙炔气体生成 二氧化碳气体和液态水时，释放389.9kJ的热。下列有关乙炔气体燃烧的热化学方程式中，正确的是
A．
B．
C．
D．
3．某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是
A．b为电源正极
B．理论上转移2mole-生成22.4LH2
C．电解后海水pH下降
D．阳极发生：
4．制取高纯硅的反应为吸热反应，下列说法正确的是
A．断开H—H键放出能量
B．形成Si—Si键吸收能量
C．需要高温条件的反应都是吸热反应
D．反应物的总能量小于生成物的总能量
5．某氢氧燃料电池的结构如图所示，其中可以在固体介质NASICON中自由移动，下列相关说法正确的是
A．氧气由多孔电极b处通入
B．当转移0.4mol电子时，消耗
C．氢气端的电极反应式为：
D．在固体介质NASICON中，由多孔电极b向电极a移动
6．我国火星探测器“天问一号”探测到火星大气中含有大量，一种有参加反应的新型全固态电池，可以作为火星探测器供电系统。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，则放电时下列说法正确的是
A．电子流向钠电极 B．阳离子由正极移向负极
C．在正极上发生还原反应 D．该电池可以采用盐酸作为电解质溶液
7．H2与ICl的反应分两步完成，其能量曲线如图所示。

反应①：H2(g)＋2ICl(g) =HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)
反应②：HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g) =I2(g)＋2HCl(g)
下列有关说法不正确的是
A．反应①、②均是反应物总能量高于生成物总能量
B．总反应的活化能为kJ·mol－1
C．H2(g)＋2ICl(g) =I2(g)＋2HCl(g) ΔH＝－218 kJ·mol－1
D．反应①的ΔH＝E1－E2
8．下列有关铁的说法正确的是
A．Fe在稀硝酸中发生钝化
B．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2
C．向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色
D．镀锌铁不如镀锡铁耐腐蚀
二、填空题
9．体系和内能
(1)体系和环境： 的物质系统称为体系，体系以外的 称为环境或外界。
(2)内能：物质的量确定的体系中，物质的 称为内能。
(3)内能的影响因素：内能受 、 、 和 的影响。状态发生改变时，内能就会发生变化。
(4)内能的特点：内能的绝对值 测得， 可以通过变化过程中体系吸收(或放出)的热对内(或外)所做的功的形式表现出来。
10．工作原理： (以Zn-H2SO4-Cu原电池为例)
电极材料 锌 铜
电极名称
电极反应 Zn-2e-=Zn2+ 2H++2e-=H2↑
反应类型 反应 反应
外电路电子流向 由 片 ( 极)沿导线流向 片 ( 极)
内电路离子移向 溶液中 向正极移动，在 片上被还原为 ；溶液中 向负极移动。
原电池总反应 Zn+2H+=Zn2++H2↑
11．为探究金属的腐蚀情况，某同学取一张用饱和NaCl溶液浸湿的石蕊试纸，平铺在一块金属板上，按如图所示的方法连接电路。

(1)若试纸为红色石蕊试纸，金属板为一锌片，B处为一灵敏电流计，接通电路，将铅笔芯(主要成分为石墨)放置在试纸上一段时间，发现电流计指针发生偏转，则铅笔芯与试纸接触处的电极反应式为 ，此时铅笔芯作 极，铅笔芯与试纸接触处颜色 (填序号)。
a．变白 b．变蓝
c．不变 d．无法确定
(2)若金属板为一铂片，B处为一直流电源，接通电源后，①当试纸为红色石蕊试纸，用铅笔在试纸上写字，若出现蓝色字迹，则铅笔芯与试纸接触处的电极反应式为 ；
②当试纸为蓝色石蕊试纸，将铅笔芯放置在试纸上一段时间后，若接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色，则铅笔芯与试纸接触处的电极反应式为 。
(3)上述(1)中的变化在本质上与钢铁的 腐蚀类似，若将(1)中的锌换成铁，写出其总反应方程式： 。
12．（1）已知1mol石墨转化为1mol金刚石要吸收能量，则1mol石墨的能量比1mol金刚石的能量 （填“高”或“低”），石墨比金刚石 （填“稳定”或“不稳定”）。
（2）Ba（OH）2 8H2O和NH4Cl反应的化学方程式是 ，该反应是 （填“吸热”或“放热”）反应，反应过程能量变化的图象符合 （填“图1”或“图2”）。
（3）如图3所示，把试管放入盛有饱和澄清石灰水（温度为25℃）的烧杯中，先在试管中放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸。可以观察到烧杯中的石灰水逐渐由澄清变浑浊，出现这种现象的原因是 。
三、计算题
13．计算填空：
(1)在时，在中完全燃烧生成放出的热量，则的燃烧热为 。
(2)已知：的燃烧热为，和的混合气体(标准状况下)完全燃烧生成和液态水时放出的热量为，则混合气体中和的体积比为 。
四、解答题
14．写出下列原电池装置中各部分的作用并分析其电极反应和离子移动方向．
原电池装置 各部分作用 电极反应 离子移动方向
： ： 稀硫酸： 负极：
正极：
： ： 溶液： 溶液： 盐桥： 负极：
正极：
石墨： ： ： 溶液： 负极：
正极：
15．用如图所示装置进行中和反应反应热的测定实验，请回答下列问题：
(1)取溶液与溶液在小烧杯中进行中和反应，三次实验温度平均升高，已知中和后生成的溶液的比热容为，溶液的密度均为1g/cm3，通过计算可得生成时放出的热量为 。(保留小数点后一位)
(2)上述实验数值结果与有偏差，产生此偏差的原因可能是 (填字母序号)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.用温度计测定溶液起始温度后直接测定溶液的温度
c.一次性把溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
(3)实验中若改用溶液与溶液进行反应，与上述实验相比，通过计算可得生成时所放出的热量 (填“相等”、“不相等”)。若用醋酸代替溶液进行上述实验，测得反应前后温度的变化值会填 “偏大”、“偏小”、“不受影响”。
16．铜锌原电池
(1)【实验探究】
【实验1】向CuSO4溶液中加入适量锌粉，用温度计测量溶液的温度。
【实验2】将用导线与电流计相连接的锌片和铜片分别插入ZnSO4和CuSO4溶液中，将盐桥插入两只烧杯的电解质溶液中，观察实验现象；取出盐桥，再观察实验现象。
实验现象 实验结论
实验1
实验2 插入盐桥：① ② ③
取出盐桥：
(2)结论：实验1的能量变化的主要形式为 能转化为 能；实验2的能量变化的主要形式为 能转化为 能。
(3)铜锌原电池的工作原理

Zn片为 极，电极反应式为 ，反应类型是 反应。
Cu片为 极，电极反应式为 ，反应类型是 反应。
总反应式为 。
电子的流动方向： →导线→ 。
盐桥中K+移向 溶液，Cl-移向 溶液。
《专题1化学反应与能量变化》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A C D D C C B B
1．A
【分析】由图可知O2-向B极移动，则B极为负极，电极反应为，A电极为正极，电极反应为；
【详解】A．由分析可知，A电极氧气得电子转化为，故A正确；
B．原电池中阴离子移向负极，故从燃料电池的正极向负极迁移，故B错误；
C．该燃料电池是原电池装置，能将化学能转化为电能，故C错误；
D．由分析可知，B极为负极，电极反应为，故D错误；
故选A。
2．C
【详解】燃烧热化学方程式中可燃物的物质的量为1mol，7.8g乙炔的物质的量，完全燃烧生成稳定的氧化物释放389.9kJ能量，则1mol乙炔完全燃烧生成稳定氧化物释放1299.6kJ能量，则乙炔的燃烧热化学方程式应为，故选C。
3．D
【分析】根据图示，钛网上海水中Cl-、H2O发生失电子的氧化反应生成HClO、O2，钛网为阳极，电极反应式为Cl-+H2O-2e-=HClO+H+。钛箔上生成H2，钛箔上生成H2的电极反应为2H++2e-=H2↑，故钛箔为阴极。其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生，故电解的主要总反应为，以此解题。
【详解】A．由分析可知，a为正极，b电极为负极，A错误；
B．右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e-=H2↑，则理论上转移2mole-生成1molH2，题目没有告知是否为标准状态下，故H2不能确定，B错误；
C．由分析可知，电解的主要总反应为，电解后海水中OH-浓度增大，pH上升，C错误；
D．由图可知，阳极上的电极反应为：Cl-+H2O-2e-=HClO+H+，D正确；
故答案为：D。
4．D
【详解】A．断开H—H键吸收能量，故A错误；
B．形成Si—Si键放出热量，故B错误；
C．反应条件与反应为放热或吸热没有绝对关系，如铝热反应需要高温，但是为放热反应，故C错误；
D．吸热反应的反应物的总能量小于生成物的总能量，故D正确；
故答案选D。
5．C
【分析】原电池中电子从负极流出经过导线到正极，据此可知多孔电极a为正极，发生的反应式为，多孔电极b为负极，发生的反应式为，据此作答。
【详解】A．氧气在由多孔电极a处通入，发生还原反应，A错误；
B．未说明状态，不能计算出具体体积，B错误；
C．根据分析可知多孔电极b为负极，发生的反应式为，C正确；
D．原电池中阴离子在正极产生，移动到负极，因此由多孔电极a向电极b移动，D错误；
故答案选C。
6．C
【分析】该电池放电时，以金属钠为负极，碳纳米管为正极，负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应。
【详解】A．金属钠在负极上失电子，电子从钠电极流出，流向碳纳米管电极，A错误；
B．阳离子带正电荷，会向负电荷较多的正极区移动，故阳离子移动方向是由负极移向正极，B错误；
C．正极上CO2得电子发生还原反应，C正确；
D．钠性质活泼，会与水和酸发生反应，因此该新型固态电池电解质不能选择盐酸，D错误；
故合理选项是C。
7．B
【详解】A．由图像可知，反应①、②均是反应物总能量高于生成物总能量，A正确；
B．E1和E3分别代表反应过程中各步反应的活化能，总反应活化能为能量较高的E1，B错误；
C．反应①和②总的能量变化为218 kJ，并且是放热反应，所以H2(g)＋2ICl(g) =I2(g)＋2HCl(g)ΔH＝－218 kJ·mol－1，C正确；
D．反应①的ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能＝E1－E2，D正确；
故选B。
8．B
【详解】A．常温下，Fe在浓硝酸中发生钝化反应，A项错误；
B．铁和亚铁离子能将氯气还原为氯离子，从而除去工业废气中的氯气，B项正确；
C．FeCl2溶液中含Fe2＋，NH4SCN可用于检验Fe3＋，向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液不会显红色，C项错误；
D．镀锌铁因Zn比Fe活泼，镀层破损时Zn被腐蚀，镀锡铁因Fe比Sn活泼，因而镀层破损时是铁被腐蚀，所以镀锌铁比镀锡铁更耐腐蚀，D项错误；
故选B。
9．(1) 被研究 其他部分
(2)各种能量总和
(3) 温度 压强 物质的聚集状态 组成
(4) 无法直接 内能的变化
【详解】（1）体系和环境：被研究的物质系统称为体系，体系以外的其他部分称为环境或外界。
（2）内能：物质的量确定的体系中，物质的各种能量总和称为内能。
（3）内能的影响因素：内能受温度、压强、物质的聚集状态和组成的影响。状态发生改变时，内能就会发生变化。
（4）内能的特点：内能的绝对值无法直接测得，内能的变化可以通过变化过程中体系吸收(或放出)的热对内(或外)所做的功的形式表现出来。
10． 氧化 还原 锌 负 铜 正 H+ 铜 H2 SO
【详解】锌作负极发生失去电子的氧化反应，正极发生得到电子的还原反应，即溶液中氢离子发生还原反应；电子的流向和电流的方向相反，因此外电路电子流向为由负极即锌片沿导线流向正极，即铜片；内电路离子移向为溶液中阳离子即氢离子向正极移动，在铜片上被还原为氢气；溶液中阴离子即SO向负极移动。
11．(1) O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 正 b
(2) 2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑ 2Cl－－2e－=Cl2↑
(3) 吸氧 2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2
【详解】（1）若试纸为红色石蕊试纸，金属板为一锌片，B处为一灵敏电流计，接通电路，则该装置构成原电池，锌作负极，石墨作正极，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，湿润的红色石蕊试纸遇碱变蓝色。
（2）若金属板为一铂片，B处为一直流电源，接通电源后，则该装置构成电解池，
①当试纸为红色石蕊试纸，用铅笔在试纸上写字，若出现蓝色字迹，说明有碱生成，则铅笔芯与试纸接触处的电极反应式为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑；
②当试纸为蓝色石蕊试纸，将铅笔芯放置在试纸上一段时间后，若接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色，说明石墨电极为阳极，则铅笔芯与试纸接触处的电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑。
（3）铁在中性条件下发生的是吸氧腐蚀，生成的Fe2＋会与正极上生成的OH－结合生成Fe(OH)2，总反应方程式为：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2。
12． 低 稳定 Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O 吸热 图2 Mg与盐酸反应放出热量，烧杯中饱和澄清石灰水的温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，从溶液中析出
【分析】(1)吸收能量，则反应物能量低，能量越低，物质稳定；
(2)Ba(OH)2 8H2O和NH4Cl发生复分解反应，该反应吸收热量；
(3)饱和澄清石灰水的温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低。
【详解】(1) 1mol石墨转化为1mol金刚石要吸收能量，则1mol石墨的能量比1mol金刚石的能量低，能量越低，物质稳定，石墨比金刚石稳定，故答案为：低；稳定；
(2)Ba(OH)2 8H2O和NH4Cl发生复分解反应，生成、和，方程式为：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O，该反应吸收热量，故生成物总能量比反应物总能量高，图2符合，故答案为：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O；吸热；图2；
(3)Mg与盐酸反应放出热量，导致石灰水温度升高，而Ca(OH)2在水中的溶解度随温度的升高而减小，故析出Ca(OH)2固体，从而使溶液浑浊，故答案为：Mg与盐酸反应放出热量，烧杯中饱和澄清石灰水的温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，从溶液中析出。
13．(1)285.8kJ/mol
(2)1：3
【详解】（1）氢气的燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，由氢气完全燃烧生成2mol液态水放出571.6kJ的热量可知，氢气的燃烧热为=285.8kJ/mol，故答案为：285.8kJ/mol；
（2）设混合气体中氢气和甲烷的物质的量分别为amol、bmol，由混合气体的体积可得：a+b=，由燃烧放出的热量可得：285.8a+890b=3694.75，解联立方程可得a=1.25、b=3.75，则氢气和甲烷的物质的量比为1：3，故答案为：1：3。
14． 负极 正极 电解质溶液 H+向Cu极移动，向Zn极移动 负极 正极 电解质溶液 电解质溶液 形成闭合回路 Cu2+向Cu极移动，向Zn极移动 负极 负极反应物 正极反应物 电解质 OH-向H2极移动，Na+向O2极移动
【详解】（1）Zn作负极，Cu作正极，稀硫酸：电解质溶液；负极：；正极：；H+向Cu极移动，向Zn极移动。
故答案为：负极；正极；电解质溶液；；H+向Cu极移动，向Zn极移动；。
（2）Zn作负极，Cu作正极，ZnSO4/CuSO4作电解质溶液；盐桥：形成闭合回路；负极：；正极：；Cu2+向Cu极移动，向Zn极移动；
故答案为：负极；正极；电解质溶液；形成闭合回路；；Cu2+向Cu极移动，向Zn极移动；。
（3）石墨作电极，H2作负极反应物，O2作正极反应物，NaOH溶液作电解质；负极：，正极：；OH-向H2极移动，Na+向O2极移动；
故答案为：电极；负极反应物；正极反应物；电解质；；OH-向H2极移动，Na+向O2极移动； 。
15． 54.8 ab 相等 偏小
【详解】(1)取溶液与溶液在小烧杯中进行中和反应，根据数据可知，硫酸过量，氢氧化钠完全反应，根据反应H2SO4＋2NaOH＝Na2SO4＋2H2O ，生成水的物质的量=n(NaOH)=0.05Lｘ0.5mol/L=0.025mol，三次实验温度平均升高，已知中和后生成的溶液的比热容为，该反应放出的热量Q=cmΔt=ｘ1g/cm3ｘ80mLｘ= 1371J=1.371kJ，则生成时放出的热量 =54.8kJ/mol；
(2)该实验测得数值结果小于57.3kJ mol 1，即偏小，
a．装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，故a符合题意；
b．测量氢氧化钠的温度后，温度计没有用水冲洗干净，直接测定溶液的温度，会发生酸和碱的中和，温度偏高，则温度差减小，实验测得中和热的数值偏小，故b符合题意；
c．尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，故c不符合题意；
答案选ab；
(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，若用60mL0.25mol L 1H2SO4和50mL0.55mol L 1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增多，所放出的热量偏高，中和热即强酸和强碱的稀溶液反应生成1mol水放出的热量不随反应物量的多少变化，故相等；醋酸是弱电解质，醋酸的电离是吸热过程，所以导致反应前后温度的变化值偏小。
16．(1) 溶液的温度升高 Zn与CuSO4溶液反应放出热量 锌片溶解，铜片加厚变亮 CuSO4溶液的颜色变浅 电流计指针发生偏转 有电流产生 电流计指针不发生偏转 无电流产生
(2) 化学 热 化学 电
(3) 负 Zn-2e-=Zn2+ 氧化 正 Cu2++2e—=Cu 还原 Zn+Cu2+=Zn2++Cu Zn片 铜片 CuSO4 ZnSO4
【分析】本题为实验探究题，通过锌和硫酸铜的反应来设计原电池，并同时探究其形成原电池的条件，同时验证了双液电池的形成条件，以此解题。
【详解】（1）向CuSO4溶液中加入适量锌粉，锌置换出铜，反应放热，溶液温度升高；用导线与电流计相连接的锌片和铜片分别插入ZnSO4和CuSO4溶液中，将盐桥插入两只烧杯的电解质溶液中，构成双液原电池，可以观察到锌半电池中锌片溶液，铜半电池中铜片变厚变亮，硫酸铜溶液颜色变浅，电流计指针发生偏转，有电流形成；取出盐桥后，装置没有形成闭合回路，无电流产生。
答案为：溶液的温度升高；Zn与CuSO4溶液反应放出热量；锌片溶解，铜片加厚变亮；CuSO4溶液的颜色变浅；电流计指针发生偏转；有电流产生；电流计指针不发生偏转；无电流产生。
（2）实验1为锌和硫酸铜的置换反应，其能量变化的主要形式为化学能转化为热能；实验2为原电池，其能量变化的主要形式为化学能转化为电能。
答案为：化学；热；化学；电。
（3）该装置是双液原电池，锌活泼性更强，发生氧化反应，作原电池的负极，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；铜作原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为：Cu2++2e—=Cu；总反应式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu；
电子的流动方向：负极经导线流向正极，故锌片→导线→铜片；
盐桥中K+移向正极移动，即移向CuSO4溶液，Cl-移向负极，即移向ZnSO4溶液。
答案为：负；Zn-2e-=Zn2+；氧化；正；Cu2++2e—=Cu；还原；Zn+Cu2+=Zn2++Cu；Zn片；铜片；CuSO4；ZnSO4。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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