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專題1化學反應與能量變化
學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________
一、單選題
1．甲醇固體氧化物燃料電池工作原理示意圖如下。下列有關說法正確的是
A．極氧氣得電子轉化為
B．從燃料電池的負極向正極遷移
C．該燃料電池能將電能轉化為化學能
D．B極反應為
2．已知完全燃燒7.80g乙炔氣體生成 二氧化碳氣體和液態水時，釋放389.9kJ的熱。下列有關乙炔氣體燃燒的熱化學方程式中，正確的是
A．
B．
C．
D．
3．某無隔膜流動海水電解法制H2的裝置如圖，其中高選擇性催化劑PRT可抑制O2產生。下列說法正確的是
A．b為電源正極
B．理論上轉移2mole-生成22.4LH2
C．電解后海水pH下降
D．陽極發生：
4．制取高純硅的反應為吸熱反應，下列說法正確的是
A．斷開H—H鍵放出能量
B．形成Si—Si鍵吸收能量
C．需要高溫條件的反應都是吸熱反應
D．反應物的總能量小于生成物的總能量
5．某氫氧燃料電池的結構如圖所示，其中可以在固體介質NASICON中自由移動，下列相關說法正確的是
A．氧氣由多孔電極b處通入
B．當轉移0.4mol電子時，消耗
C．氫氣端的電極反應式為：
D．在固體介質NASICON中，由多孔電極b向電極a移動
6．我國火星探測器“天問一號”探測到火星大氣中含有大量，一種有參加反應的新型全固態電池，可以作為火星探測器供電系統。該電池以金屬鈉為負極，碳納米管為正極，則放電時下列說法正確的是
A．電子流向鈉電極 B．陽離子由正極移向負極
C．在正極上發生還原反應 D．該電池可以采用鹽酸作為電解質溶液
7．H2與ICl的反應分兩步完成，其能量曲線如圖所示。

反應①：H2(g)＋2ICl(g) =HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)
反應②：HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g) =I2(g)＋2HCl(g)
下列有關說法不正確的是
A．反應①、②均是反應物總能量高于生成物總能量
B．總反應的活化能為kJ·mol－1
C．H2(g)＋2ICl(g) =I2(g)＋2HCl(g) ΔH＝－218 kJ·mol－1
D．反應①的ΔH＝E1－E2
8．下列有關鐵的說法正確的是
A．Fe在稀硝酸中發生鈍化
B．將廢鐵屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工業廢氣中的Cl2
C．向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液顯紅色
D．鍍鋅鐵不如鍍錫鐵耐腐蝕
二、填空題
9．體系和內能
(1)體系和環境： 的物質系統稱為體系，體系以外的 稱為環境或外界。
(2)內能：物質的量確定的體系中，物質的 稱為內能。
(3)內能的影響因素：內能受 、 、 和 的影響。狀態發生改變時，內能就會發生變化。
(4)內能的特點：內能的絕對值 測得， 可以通過變化過程中體系吸收(或放出)的熱對內(或外)所做的功的形式表現出來。
10．工作原理： (以Zn-H2SO4-Cu原電池為例)
電極材料 鋅 銅
電極名稱
電極反應 Zn-2e-=Zn2+ 2H++2e-=H2↑
反應類型 反應 反應
外電路電子流向 由 片 ( 極)沿導線流向 片 ( 極)
內電路離子移向 溶液中 向正極移動，在 片上被還原為 ；溶液中 向負極移動。
原電池總反應 Zn+2H+=Zn2++H2↑
11．為探究金屬的腐蝕情況，某同學取一張用飽和NaCl溶液浸濕的石蕊試紙，平鋪在一塊金屬板上，按如圖所示的方法連接電路。

(1)若試紙為紅色石蕊試紙，金屬板為一鋅片，B處為一靈敏電流計，接通電路，將鉛筆芯(主要成分為石墨)放置在試紙上一段時間，發現電流計指針發生偏轉，則鉛筆芯與試紙接觸處的電極反應式為 ，此時鉛筆芯作 極，鉛筆芯與試紙接觸處顏色 (填序號)。
a．變白 b．變藍
c．不變 d．無法確定
(2)若金屬板為一鉑片，B處為一直流電源，接通電源后，①當試紙為紅色石蕊試紙，用鉛筆在試紙上寫字，若出現藍色字跡，則鉛筆芯與試紙接觸處的電極反應式為 ；
②當試紙為藍色石蕊試紙，將鉛筆芯放置在試紙上一段時間后，若接觸處出現一個雙色同心圓，內圈為白色，外圈呈淺紅色，則鉛筆芯與試紙接觸處的電極反應式為 。
(3)上述(1)中的變化在本質上與鋼鐵的 腐蝕類似，若將(1)中的鋅換成鐵，寫出其總反應方程式： 。
12．（1）已知1mol石墨轉化為1mol金剛石要吸收能量，則1mol石墨的能量比1mol金剛石的能量 （填“高”或“低”），石墨比金剛石 （填“穩定”或“不穩定”）。
（2）Ba（OH）2 8H2O和NH4Cl反應的化學方程式是 ，該反應是 （填“吸熱”或“放熱”）反應，反應過程能量變化的圖象符合 （填“圖1”或“圖2”）。
（3）如圖3所示，把試管放入盛有飽和澄清石灰水（溫度為25℃）的燒杯中，先在試管中放入幾小塊鎂片，再用滴管滴入5mL鹽酸。可以觀察到燒杯中的石灰水逐漸由澄清變渾濁，出現這種現象的原因是 。
三、計算題
13．計算填空：
(1)在時，在中完全燃燒生成放出的熱量，則的燃燒熱為 。
(2)已知：的燃燒熱為，和的混合氣體(標準狀況下)完全燃燒生成和液態水時放出的熱量為，則混合氣體中和的體積比為 。
四、解答題
14．寫出下列原電池裝置中各部分的作用并分析其電極反應和離子移動方向．
原電池裝置 各部分作用 電極反應 離子移動方向
： ： 稀硫酸： 負極：
正極：
： ： 溶液： 溶液： 鹽橋： 負極：
正極：
石墨： ： ： 溶液： 負極：
正極：
15．用如圖所示裝置進行中和反應反應熱的測定實驗，請回答下列問題：
(1)取溶液與溶液在小燒杯中進行中和反應，三次實驗溫度平均升高，已知中和后生成的溶液的比熱容為，溶液的密度均為1g/cm3，通過計算可得生成時放出的熱量為 。(保留小數點后一位)
(2)上述實驗數值結果與有偏差，產生此偏差的原因可能是 (填字母序號)。
a.實驗裝置保溫、隔熱效果差
b.用溫度計測定溶液起始溫度后直接測定溶液的溫度
c.一次性把溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中
(3)實驗中若改用溶液與溶液進行反應，與上述實驗相比，通過計算可得生成時所放出的熱量 (填“相等”、“不相等”)。若用醋酸代替溶液進行上述實驗，測得反應前后溫度的變化值會填 “偏大”、“偏小”、“不受影響”。
16．銅鋅原電池
(1)【實驗探究】
【實驗1】向CuSO4溶液中加入適量鋅粉，用溫度計測量溶液的溫度。
【實驗2】將用導線與電流計相連接的鋅片和銅片分別插入ZnSO4和CuSO4溶液中，將鹽橋插入兩只燒杯的電解質溶液中，觀察實驗現象；取出鹽橋，再觀察實驗現象。
實驗現象 實驗結論
實驗1
實驗2 插入鹽橋：① ② ③
取出鹽橋：
(2)結論：實驗1的能量變化的主要形式為 能轉化為 能；實驗2的能量變化的主要形式為 能轉化為 能。
(3)銅鋅原電池的工作原理

Zn片為 極，電極反應式為 ，反應類型是 反應。
Cu片為 極，電極反應式為 ，反應類型是 反應。
總反應式為 。
電子的流動方向： →導線→ 。
鹽橋中K+移向 溶液，Cl-移向 溶液。
《專題1化學反應與能量變化》參考答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A C D D C C B B
1．A
【分析】由圖可知O2-向B極移動，則B極為負極，電極反應為，A電極為正極，電極反應為；
【詳解】A．由分析可知，A電極氧氣得電子轉化為，故A正確；
B．原電池中陰離子移向負極，故從燃料電池的正極向負極遷移，故B錯誤；
C．該燃料電池是原電池裝置，能將化學能轉化為電能，故C錯誤；
D．由分析可知，B極為負極，電極反應為，故D錯誤；
故選A。
2．C
【詳解】燃燒熱化學方程式中可燃物的物質的量為1mol，7.8g乙炔的物質的量，完全燃燒生成穩定的氧化物釋放389.9kJ能量，則1mol乙炔完全燃燒生成穩定氧化物釋放1299.6kJ能量，則乙炔的燃燒熱化學方程式應為，故選C。
3．D
【分析】根據圖示，鈦網上海水中Cl-、H2O發生失電子的氧化反應生成HClO、O2，鈦網為陽極，電極反應式為Cl-+H2O-2e-=HClO+H+。鈦箔上生成H2，鈦箔上生成H2的電極反應為2H++2e-=H2↑，故鈦箔為陰極。其中高選擇性催化劑PRT可抑制O2產生，故電解的主要總反應為，以此解題。
【詳解】A．由分析可知，a為正極，b電極為負極，A錯誤；
B．右側電極上產生氫氣的電極方程式為：2H++2e-=H2↑，則理論上轉移2mole-生成1molH2，題目沒有告知是否為標準狀態下，故H2不能確定，B錯誤；
C．由分析可知，電解的主要總反應為，電解后海水中OH-濃度增大，pH上升，C錯誤；
D．由圖可知，陽極上的電極反應為：Cl-+H2O-2e-=HClO+H+，D正確；
故答案為：D。
4．D
【詳解】A．斷開H—H鍵吸收能量，故A錯誤；
B．形成Si—Si鍵放出熱量，故B錯誤；
C．反應條件與反應為放熱或吸熱沒有絕對關系，如鋁熱反應需要高溫，但是為放熱反應，故C錯誤；
D．吸熱反應的反應物的總能量小于生成物的總能量，故D正確；
故答案選D。
5．C
【分析】原電池中電子從負極流出經過導線到正極，據此可知多孔電極a為正極，發生的反應式為，多孔電極b為負極，發生的反應式為，據此作答。
【詳解】A．氧氣在由多孔電極a處通入，發生還原反應，A錯誤；
B．未說明狀態，不能計算出具體體積，B錯誤；
C．根據分析可知多孔電極b為負極，發生的反應式為，C正確；
D．原電池中陰離子在正極產生，移動到負極，因此由多孔電極a向電極b移動，D錯誤；
故答案選C。
6．C
【分析】該電池放電時，以金屬鈉為負極，碳納米管為正極，負極失去電子發生氧化反應，正極上得到電子發生還原反應。
【詳解】A．金屬鈉在負極上失電子，電子從鈉電極流出，流向碳納米管電極，A錯誤；
B．陽離子帶正電荷，會向負電荷較多的正極區移動，故陽離子移動方向是由負極移向正極，B錯誤；
C．正極上CO2得電子發生還原反應，C正確；
D．鈉性質活潑，會與水和酸發生反應，因此該新型固態電池電解質不能選擇鹽酸，D錯誤；
故合理選項是C。
7．B
【詳解】A．由圖像可知，反應①、②均是反應物總能量高于生成物總能量，A正確；
B．E1和E3分別代表反應過程中各步反應的活化能，總反應活化能為能量較高的E1，B錯誤；
C．反應①和②總的能量變化為218 kJ，并且是放熱反應，所以H2(g)＋2ICl(g) =I2(g)＋2HCl(g)ΔH＝－218 kJ·mol－1，C正確；
D．反應①的ΔH＝正反應的活化能－逆反應的活化能＝E1－E2，D正確；
故選B。
8．B
【詳解】A．常溫下，Fe在濃硝酸中發生鈍化反應，A項錯誤；
B．鐵和亞鐵離子能將氯氣還原為氯離子，從而除去工業廢氣中的氯氣，B項正確；
C．FeCl2溶液中含Fe2＋，NH4SCN可用于檢驗Fe3＋，向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液不會顯紅色，C項錯誤；
D．鍍鋅鐵因Zn比Fe活潑，鍍層破損時Zn被腐蝕，鍍錫鐵因Fe比Sn活潑，因而鍍層破損時是鐵被腐蝕，所以鍍鋅鐵比鍍錫鐵更耐腐蝕，D項錯誤；
故選B。
9．(1) 被研究 其他部分
(2)各種能量總和
(3) 溫度 壓強 物質的聚集狀態 組成
(4) 無法直接 內能的變化
【詳解】（1）體系和環境：被研究的物質系統稱為體系，體系以外的其他部分稱為環境或外界。
（2）內能：物質的量確定的體系中，物質的各種能量總和稱為內能。
（3）內能的影響因素：內能受溫度、壓強、物質的聚集狀態和組成的影響。狀態發生改變時，內能就會發生變化。
（4）內能的特點：內能的絕對值無法直接測得，內能的變化可以通過變化過程中體系吸收(或放出)的熱對內(或外)所做的功的形式表現出來。
10． 氧化 還原 鋅 負 銅 正 H+ 銅 H2 SO
【詳解】鋅作負極發生失去電子的氧化反應，正極發生得到電子的還原反應，即溶液中氫離子發生還原反應；電子的流向和電流的方向相反，因此外電路電子流向為由負極即鋅片沿導線流向正極，即銅片；內電路離子移向為溶液中陽離子即氫離子向正極移動，在銅片上被還原為氫氣；溶液中陰離子即SO向負極移動。
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
【詳解】（1）若試紙為紅色石蕊試紙，金屬板為一鋅片，B處為一靈敏電流計，接通電路，則該裝置構成原電池，鋅作負極，石墨作正極，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，電極反應式為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，濕潤的紅色石蕊試紙遇堿變藍色。
（2）若金屬板為一鉑片，B處為一直流電源，接通電源后，則該裝置構成電解池，
①當試紙為紅色石蕊試紙，用鉛筆在試紙上寫字，若出現藍色字跡，說明有堿生成，則鉛筆芯與試紙接觸處的電極反應式為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑；
②當試紙為藍色石蕊試紙，將鉛筆芯放置在試紙上一段時間后，若接觸處出現一個雙色同心圓，內圈為白色，外圈呈淺紅色，說明石墨電極為陽極，則鉛筆芯與試紙接觸處的電極反應式為2Cl－－2e－=Cl2↑。
（3）鐵在中性條件下發生的是吸氧腐蝕，生成的Fe2＋會與正極上生成的OH－結合生成Fe(OH)2，總反應方程式為：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2。
12． 低 穩定 Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O 吸熱 圖2 Mg與鹽酸反應放出熱量，燒杯中飽和澄清石灰水的溫度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，從溶液中析出
【分析】(1)吸收能量，則反應物能量低，能量越低，物質穩定；
(2)Ba(OH)2 8H2O和NH4Cl發生復分解反應，該反應吸收熱量；
(3)飽和澄清石灰水的溫度升高，Ca(OH)2的溶解度降低。
【詳解】(1) 1mol石墨轉化為1mol金剛石要吸收能量，則1mol石墨的能量比1mol金剛石的能量低，能量越低，物質穩定，石墨比金剛石穩定，故答案為：低；穩定；
(2)Ba(OH)2 8H2O和NH4Cl發生復分解反應，生成、和，方程式為：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O，該反應吸收熱量，故生成物總能量比反應物總能量高，圖2符合，故答案為：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O；吸熱；圖2；
(3)Mg與鹽酸反應放出熱量，導致石灰水溫度升高，而Ca(OH)2在水中的溶解度隨溫度的升高而減小，故析出Ca(OH)2固體，從而使溶液渾濁，故答案為：Mg與鹽酸反應放出熱量，燒杯中飽和澄清石灰水的溫度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，從溶液中析出。
13．(1)285.8kJ/mol
(2)1：3
【詳解】（1）氫氣的燃燒熱為1mol氫氣完全燃燒生成液態水放出的熱量，由氫氣完全燃燒生成2mol液態水放出571.6kJ的熱量可知，氫氣的燃燒熱為=285.8kJ/mol，故答案為：285.8kJ/mol；
（2）設混合氣體中氫氣和甲烷的物質的量分別為amol、bmol，由混合氣體的體積可得：a+b=，由燃燒放出的熱量可得：285.8a+890b=3694.75，解聯立方程可得a=1.25、b=3.75，則氫氣和甲烷的物質的量比為1：3，故答案為：1：3。
14． 負極 正極 電解質溶液 H+向Cu極移動，向Zn極移動 負極 正極 電解質溶液 電解質溶液 形成閉合回路 Cu2+向Cu極移動，向Zn極移動 負極 負極反應物 正極反應物 電解質 OH-向H2極移動，Na+向O2極移動
【詳解】（1）Zn作負極，Cu作正極，稀硫酸：電解質溶液；負極：；正極：；H+向Cu極移動，向Zn極移動。
故答案為：負極；正極；電解質溶液；；H+向Cu極移動，向Zn極移動；。
（2）Zn作負極，Cu作正極，ZnSO4/CuSO4作電解質溶液；鹽橋：形成閉合回路；負極：；正極：；Cu2+向Cu極移動，向Zn極移動；
故答案為：負極；正極；電解質溶液；形成閉合回路；；Cu2+向Cu極移動，向Zn極移動；。
（3）石墨作電極，H2作負極反應物，O2作正極反應物，NaOH溶液作電解質；負極：，正極：；OH-向H2極移動，Na+向O2極移動；
故答案為：電極；負極反應物；正極反應物；電解質；；OH-向H2極移動，Na+向O2極移動； 。
15． 54.8 ab 相等 偏小
【詳解】(1)取溶液與溶液在小燒杯中進行中和反應，根據數據可知，硫酸過量，氫氧化鈉完全反應，根據反應H2SO4＋2NaOH＝Na2SO4＋2H2O ，生成水的物質的量=n(NaOH)=0.05Lｘ0.5mol/L=0.025mol，三次實驗溫度平均升高，已知中和后生成的溶液的比熱容為，該反應放出的熱量Q=cmΔt=ｘ1g/cm3ｘ80mLｘ= 1371J=1.371kJ，則生成時放出的熱量 =54.8kJ/mol；
(2)該實驗測得數值結果小于57.3kJ mol 1，即偏小，
a．裝置保溫、隔熱效果差，測得的熱量偏小，中和熱的數值偏小，故a符合題意；
b．測量氫氧化鈉的溫度后，溫度計沒有用水沖洗干凈，直接測定溶液的溫度，會發生酸和堿的中和，溫度偏高，則溫度差減小，實驗測得中和熱的數值偏小，故b符合題意；
c．盡量一次快速將NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，不允許分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，故c不符合題意；
答案選ab；
(3)反應放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關，若用60mL0.25mol L 1H2SO4和50mL0.55mol L 1NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，生成水的量增多，所放出的熱量偏高，中和熱即強酸和強堿的稀溶液反應生成1mol水放出的熱量不隨反應物量的多少變化，故相等；醋酸是弱電解質，醋酸的電離是吸熱過程，所以導致反應前后溫度的變化值偏小。
16．(1) 溶液的溫度升高 Zn與CuSO4溶液反應放出熱量 鋅片溶解，銅片加厚變亮 CuSO4溶液的顏色變淺 電流計指針發生偏轉 有電流產生 電流計指針不發生偏轉 無電流產生
(2) 化學 熱 化學 電
(3) 負 Zn-2e-=Zn2+ 氧化 正 Cu2++2e—=Cu 還原 Zn+Cu2+=Zn2++Cu Zn片 銅片 CuSO4 ZnSO4
【分析】本題為實驗探究題，通過鋅和硫酸銅的反應來設計原電池，并同時探究其形成原電池的條件，同時驗證了雙液電池的形成條件，以此解題。
【詳解】（1）向CuSO4溶液中加入適量鋅粉，鋅置換出銅，反應放熱，溶液溫度升高；用導線與電流計相連接的鋅片和銅片分別插入ZnSO4和CuSO4溶液中，將鹽橋插入兩只燒杯的電解質溶液中，構成雙液原電池，可以觀察到鋅半電池中鋅片溶液，銅半電池中銅片變厚變亮，硫酸銅溶液顏色變淺，電流計指針發生偏轉，有電流形成；取出鹽橋后，裝置沒有形成閉合回路，無電流產生。
答案為：溶液的溫度升高；Zn與CuSO4溶液反應放出熱量；鋅片溶解，銅片加厚變亮；CuSO4溶液的顏色變淺；電流計指針發生偏轉；有電流產生；電流計指針不發生偏轉；無電流產生。
（2）實驗1為鋅和硫酸銅的置換反應，其能量變化的主要形式為化學能轉化為熱能；實驗2為原電池，其能量變化的主要形式為化學能轉化為電能。
答案為：化學；熱；化學；電。
（3）該裝置是雙液原電池，鋅活潑性更強，發生氧化反應，作原電池的負極，電極反應式為：Zn-2e-=Zn2+；銅作原電池的正極，發生還原反應，電極反應式為：Cu2++2e—=Cu；總反應式為Zn+Cu2+=Zn2++Cu；
電子的流動方向：負極經導線流向正極，故鋅片→導線→銅片；
鹽橋中K+移向正極移動，即移向CuSO4溶液，Cl-移向負極，即移向ZnSO4溶液。
答案為：負；Zn-2e-=Zn2+；氧化；正；Cu2++2e—=Cu；還原；Zn+Cu2+=Zn2++Cu；Zn片；銅片；CuSO4；ZnSO4。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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