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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优秀课后测评
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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优秀课后测评，文件包含第05周化学反应与能量变化解析版docx、第05周化学反应与能量变化原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共24页， 欢迎下载使用。
第05周 化学反应与能量变化
思维导图
课标要点
1.通过实验和已有知识、经验感受化学反应中的能量变化，知道常见的吸热反应和放热反应，树立物质变化中伴随能量变化的观念。
2.能从反应物与生成物所具有的能量、化学键的断裂与形成两个角度理解化学反应中能量变化的主要原因，提升证据推理能力。
3.通过多种渠道了解人类对化学反应中能量的利用情况，了解节能的意义和方法，感受化学学科的社会价值，培养科学态度与社会责任。
4.借助原电池装置和原理的学习,体会化学能到电能的直接转化，提高模型认知能力,学习科学探究方法。
重点:化学反应中能量变化的本质;化学能转化为电能的装置特点及原理。
难点:化学能转化为电能的装置特点及原理。
（限时：60分钟 满分80分）
一、选择题：本题共15个小题，每小题3分，共45分。
1．关于能源和能量转化，下列说法正确的是
A．太阳能电池的能量转化：光能→化学能→电能
B．生物光合作用中的能量转化：光能(太阳能)→生物质能(化学能)
C．化学反应过程中，除了物质变化外，可能伴有能量变化
D．燃气灶具中的能量转化：化学能全部转化为热能
【答案】B
【解析】A．太阳能电池的能量转化：光能通过化学反应转化为电能，故A错误；
B．生物光合作用中的能量转化：光能(太阳能)通过化学反应转化为生物质能(太阳能)，故B正确；
C．化学反应过程中，旧键断裂和新键形成，除了物质变化外，一定伴有能量变化，故C错误；
D．燃气灶具中的能量转化：化学能主要转化为热能、光能形式，故D错误；
故选：B。
2．（2021·黑龙江·大兴安岭实验中学高一期中）下列说法不正确的是
A．当今社会人们所需的能量绝大部分是由化学反应产生的
B．目前，全球仍处于化石能源时代
C．人体生命活动所需要的能量，是由氧化还原反应提供的
D．凡是放出热量的化学反应均可用来造福人类
【答案】D
【解析】A．人类目前运用最多的能源是化石燃料，其释放的能量由化学反应产生，A正确；
B．煤、石油、天然气三大化石燃料，是当今世界最重要的能源，故目前，全球仍处于化石能源时代，B正确；
C．人体内有机物所含能量的释放是有机物被氧化成简单无机物的过程，属于氧化还原反应，所以人体运动所消耗的能量与氧化还原反应有关，C正确；
D．化学反应放出的能量，可以造福人类，也可以给人类带来灾难，比如火灾，D错误；
故选D。
3．中国新一代运载火箭“长征七号”，已于2016年6月25首飞。火箭所需要的巨大能量由特制的燃料来提供，有关燃料燃烧过程中的变化，下列说法不正确的是
A．所有的燃烧过程均是放热的
B．需要点燃才能发生的燃烧过程是吸热的
C．所有燃料在燃烧过程中均会发生化学键的断裂
D．燃烧后产物的总能量一定小于反应物的总能量
【答案】B
【解析】A．燃烧为发光、放热、剧烈的氧化还原反应，所有的燃烧过程均是放热反应，故A正确；
B．大多物质燃烧需要点燃才能反应，燃烧是放热反应，故B错误；
C．燃烧是化学变化，反应过程中一定有化学键的断裂和形成，所以所有的燃料在燃烧过程中均会发生化学键的断裂，故C正确；
D．燃烧是放热反应，依据能量守恒，燃烧后产物的总能量一定小于反应物的总能量，故D正确；
故选：B。
4．（2021·四川·成都市郫都区成实外教育培训学校有限公司高一开学考试）如图所示装置气密性良好、要使注射器中的活塞向右移动，使用的液体M和固体N可能是
①生石灰和水；②稀硫酸和锌；③水和氢氧化钠；④水和硝酸铵。
A．①②③④ B．①②③ C．①②④ D．②⑨④
【答案】B
【解析】要使注射器中的活塞向右移动，必须增大瓶内压强，压强增大有两种情况，一是生成气体，二是溶解放热或者反应放热，据此分析判断。
①生石灰和水反应放出大量的热，使瓶内压强增大，注射器中的活塞向右移动，故①符合；
②稀硫酸和锌反应生成氢气，使瓶内压强增大，注射器中的活塞向右移动，故②符合；
③氢氧化钠溶于水放热，使瓶内压强增大，注射器中的活塞向右移动，故③符合；
④硝酸铵溶于水吸热，使瓶内压强减小，注射器中的活塞向左移动，故④不符合；
使注射器中的活塞向右移动，使用的液体M和固体N可能是①②③，故选B。
5．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可知( )
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．该反应中，热能转化为化学能
C．醋酸与NH4HCO3发生了复分解反应，该反应为吸热反应
D．该反应的离子方程式为：CO＋2H＋=CO2↑＋H2O
【答案】B
【解析】A．醋酸逐渐凝固，温度下降，可知NH4HCO3与盐酸的反应为吸热反应，故A错误；
B．热能转化为化学能储存在新物质中，故B正确；
C．醋酸与NH4HCO3未接触，未发生反应，故C错误；
D．HCO不能拆，故D错误；
故答案为B。
6．2C + O2 = 2CO，2CO + O2 = 2CO2 都是放热反应。下列说法不正确的是（ ）
A．12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量
B．56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量
C．12gC和32gO2所具有的总能量大于44gCO2所具有的总能量
D．将一定质量的碳燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多
【答案】A
【解析】A.2C + O2 = 2CO是放热反应，则12gC和16gO2所具有的总能量一定高于28gCO所具有的总能量，A错误；
B. 2CO + O2 = 2CO2 是放热反应，则56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量，B正确；
C.根据C+O2=CO2是放热反应，则12gC和32gO2所具有的总能量大于44gCO2所具有的总能量，C正确；
D.将一定质量的碳燃烧，完全燃烧生成CO2放出热量较多，不完全燃烧生成CO放出的热量较少，D正确；
答案选A。
7．下列装置能形成原电池的是( )
A．①②③⑦ B．①②⑤⑥
C．①②③④ D．①②③⑥⑦
【答案】A
【解析】根据构成原电池的“两极一液一线一反应”判断；装置④不能形成闭合回路；装置⑤不具有两个活动性不同的电极，只能发生氧化还原反应，不能形成电流；装置⑥中酒精不是电解质溶液；装置能形成原电池的是①②③⑦，答案选A。
8．有甲、乙、丙、丁四种金属，将甲乙用导线相连放入稀硫酸中可以看到甲慢慢溶解，而乙表面上有气泡逸出，把丁放到甲的硫酸盐溶液中，丁的表面覆盖一层甲的单质，丙能和水反应放出氢气，甲能和稀盐酸反应放出氢气，已知四种金属中有一种是铜，则铜是
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【答案】B
【解析】甲、乙用导线相连放入稀H2SO4中，甲慢慢溶解，乙表面上有气泡逸出，则甲为原电池负极，活泼性：甲>乙；
把丁放到甲的硫酸盐溶液中，丁的表面覆盖一层甲的单质，说明活泼性：丁>甲；
甲放入稀盐酸中会产生H2，则甲排在氢的前面，丙能和水反应放出氢气，则活泼性：丙>甲>H；
可得活泼顺序为：丁>丙>甲>乙，由甲>H，说明只有乙才可能排在H后，故金属铜是乙，故选：B。
9．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．产生气泡的速率甲比乙慢
B．两烧杯中溶液的酸性均减弱
C．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极
D．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
【答案】B
【解析】A．甲构成原电池，产生气泡的速率甲比乙快，故A错误；
B．两烧杯中的总反应都是，硫酸浓度减小，溶液的酸性均减弱，故B正确；
C．甲构成原电池，锌的活泼性大于铜，甲中铜片作正极；乙没有构成原电池，故C错误；
D．甲构成原电池，锌的活泼性大于铜，甲中铜片作正极，正极反应为，甲中铜片表面有气泡产生，故D错误；
选B。
10．（2021·河南商丘·高一期末）金属镁和铝设计成如图所示的原电池。下列说法正确的是
A．铝作该原电池的负极
B．溶液中向极移动
C．电极的电极反应式为
D．电流方向为A
【答案】D
【解析】根据原电池构成条件，Mg比Al活泼，因此Mg为负极，Al为正极，据此分析；
A．Mg比Al活泼，且Mg能与硫酸反应，因此Mg为负极，Al为正极，故A错误；
B．根据原电池工作原理，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，即向Mg极移动，故B错误；
C．根据上述分析，Mg为负极，电极反应式为Mg－2e－=Mg2+，故C错误；
D．电流方向是正电荷定向移动方向，从正极流出，因此电流方向是Al→A→Mg，故D正确；
答案为D。
11．在如图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，下列关于此装置的叙述不正确的是( )
A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大 B．a是正极，b是负极
C．导线中有电子流动，电子从a极到b极 D．a极上发生了氧化反应
【答案】B
【解析】a的金属性比氢要强，b为碳棒，所以a是负极，b碳棒是正极；
A．碳棒是正极，在正极发生的反应是：2H++2e-=H2↑，溶液中的氢离子浓度减少，溶液的pH变大，故A正确；
B．a的金属性比氢要强，b为碳棒，所以a是负极，b碳棒是正极，故B错误；
C．在原电池的外电路中，电子由负极经导线流向正极，即电子从a极经导线到b极，故C正确；
D．a的金属性比氢要强，b为碳棒，所以a是负极，负极上发生金属失电子的氧化反应，故D正确；
答案选B。
12．把锌片、铜片用导线连接后插入硫酸铜溶液中，当电路中有0.4mol电子通过时，负极的质量变化是
A．减少13g B．增加6.5g C．增加13g D．减少11.2g
【答案】A
【解析】锌片、铜片和硫酸铜溶液形成的原电池中，较活泼的金属锌片作负极，铜片作正极，负极上锌失电子变成锌离子进入溶液，所以负极质量会减少，正极上铜离子得电子生成铜单质，所以正极上铜片质量会增加，根据金属和转移电子的关系计算即可。
锌片、铜片和硫酸铜溶液形成的原电池中，较活泼的金属锌片作负极，铜片作正极，负极上锌失电子质量减少，正极上铜离子得电子质量增加。设负极上质量减少x，负极上的电极反应式为：
x==13g，所以负极质量减少13g。
故选A。
13．中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，可以利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如图所示，下列说法错误的是
A．上述过程中，反应物的总能量小于生成物的总能量
B．上述过程中，太阳能转化为化学能
C．过程Ⅰ释放能量，过程Ⅱ吸收能量
D．过程Ⅲ属于氧化还原反应
【答案】C
【解析】A．由图可知，太阳能使水分解，水分解吸热，则反应物的总能量小于生成物的总能量，故A正确；
B．由图可知，太阳能使水分解，则实现了光能向化学能的转化，故B正确；
C．过程Ⅰ断键，吸收能量，过程Ⅱ中生成氢气、过氧化氢，形成化学键，过程Ⅱ放出能量，故C错误；
D．过程Ⅲ为O-H键的断裂过程生成氢气和氧气，化学反应为：2H2O2＝2H2+O2，属于氧化还原反应，故D正确；
故选C。
14．（2021·江苏省前黄高级中学高一期末）某新能源汽车电池中含有LiFePO4，放电过程中，LiFePO4转化为FePO4，下列说法正确的是
A．LiFePO4中P为+5价，则Fe为+3价
B．该过程铁元素被还原
C．该过程得到电子
D．将FePO4溶于稀硫酸后，可以用硫氰化钾溶液检验其中所含的铁元素
【答案】D
【解析】A．磷酸根离子中P为+5价，故LiFePO4中P为+5价，Li为+1价，则Fe为+2价，A错误；
B．LiFePO4转化为FePO4，Fe由+2价转化为+3价，化合价升高，被氧化，B错误；
C．LiFePO4转化为FePO4，Fe由+2价转化为+3价，化合价升高，被氧化，失电子，C错误；
D．将FePO4溶于稀硫酸得到硫酸铁和磷酸，硫酸铁完全电离得到Fe3+，故可以用硫氰化钾溶液检验其中所含的铁元素，D正确；
选D。
15．一种氢氧燃料电池以为燃料，为氧化剂，电解质溶液是质量分数为30%的溶液，下列叙述正确的是
A．在电池负极发生还原反应 B．使用一段时间后溶液质量分数仍为30%
C．电池的能量转化率可达100% D．在正极参与反应时得电子
【答案】D
【解析】A．H2是还原剂，通H2的电极是负极，H2失去电子发生氧化反应，A错误；
B．氢氧燃料电池的总反应为：2H2 +O2 = 2H2O，电池工作时，反应生成的水将氢氧化钾溶液稀释，B错误；
C．燃料电池的能量利用率高，但不可能达到100%，总有一部分化学能转化为热能，C错误；
D．O2是氧化剂，反应中氧元素从0价降低为- 2价，一个O2分子可得到4个电子，1mol O2参与反应时转移4mol电子，D正确；
答案选D。
二、非选择题：共35分。
16．（8分）某化学反应中，设反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2，
I.若E1>E2，则该反应为__________(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图_________(填“A”或“B”)表示。
II.若E1＜E2，则该反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图__________(填“A”或“B”)表示
III.下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的最小能量：
物质
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
H2
键能(kJ/mol)
243
193
151
432
366
298
436
根据上述数据回答下列问题：
（1）下列物质本身具有的能量最低的是__________。
A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I2
（2）下列氢化物中最稳定的是__________。
A．HCl B．HBr C．HI
（3）X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？____________。
（4）相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是__________（填写化学式）。
【答案】放热 A 吸热 B A A 放热 Cl2
【分析】
I、反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应，反之为吸热反应；III、键能越大，反应时释放的能量越多，物质本身具有的能量越低，则越稳定；旧键断裂吸收的总能量小于新键形成释放的总能量为放热反应，反之为吸热反应；
【详解】
I.若E1>E2，反应物的总能量大于生成物的总能量，为图像A，反应放热；答案为：放热；A；
II.若E1＜E2，反应物的总能量小于生成物的总能量，为图像B，反应吸热，答案为：吸热；B
III. （1）键能越大，反应时释放的能量越多，物质本身具有的能量越低，则越稳定，根据表中数据，答案为A；
（2）键能越大，反应时释放的能量越多，则越稳定，答案为A；
（3）X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)，以氯气为例，旧键断裂吸收的总能量=243+436=679；新键形成释放的总能量=432×2=864，反应为放热反应，答案为：放热；
（4）相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，释放的热量分别为：185、103、9，答案为：Cl2；
17．（11分）根据化学能转化为电能的相关知识，回答下列问题：
I.理论上，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+”设计一种化学电池(正极材料用碳棒)，回答下列问题：
(1)该电池的负极材料是_____________ (填化学式)，发生____________(填“氧化”或“还原”)反应，电解质溶液是_____________(填化学式)溶液。
(2)正极上发生的电极反应为______________________________________。
(3)若导线上转移的电子为1mol，则消耗的金属铜的质量为_____________。
II.甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入稀硫酸中，乙同学将电极放入NaOH溶液中，实验装置如图所示。
(4)写出甲中的现象：_____________________________________。
(5)乙中作负极的是_________，写出负极上的电极反应式：______________________________。
(6)如果甲同学与乙同学均认为“构成原电池的电极材料都是金属时，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，由此他们会得出不同的实验结论，依据该实验得出的结论中，正确的是________(填标号)。
A．镁的金属性不一定比铝的金属性强
B．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了
C．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的电解质溶液
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此具体问题应具体分析
【答案】(1) Cu 氧化 Fe2(SO4)3(或FeCl3)
(2)Fe3++e-=Fe2+
(3)32
(4)镁片逐渐变薄，铝片表面有气泡产生
(5) 铝片 A1-3e-+4OH-=AlO+2H2O
(6)CD
【解析】 (1)Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+反应中，Cu元素化合价升高，发生氧化反应，Cu作负极，正极上，Fe3+得电子生成Fe2+，电解质溶液需要提供Fe3+，故电解质溶液是Fe2(SO4)3溶液或FeCl3溶液；
(2)正极上，Fe3+得电子生成Fe2+，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+；
(3)根据Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+可知，转移1mol电子，消耗0.5mol Cu，则消耗的金属铜的质量为；
(4)金属活泼性：Mg＞Al，电解质溶液为稀硫酸，Mg作负极，发生氧化反应生成Mg2+，Al作正极，H+发生还原反应生成H2，故甲中的现象为镁片逐渐变薄，铝片表面有气泡产生；
(5)Al能和NaOH溶液反应，而Mg不和NaOH溶液反应，则乙中，Al作负极，电极反应式为A1-3e-+4OH-=AlO+2H2O；
(6)A．镁的金属性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，A项错误；B．该实验说明电解质溶液性质影响电极的正负极，不能说明金属活动性顺序没有使用价值，B项错误；C．根据甲、乙中电极反应式知，原电池正负极与电解质溶液有关，故利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的电解质溶液，C项正确；D．该实验说明化学研究对象复杂，反应与条件有关，电极材料相同其反应条件不同导致其产物不同，所以应具体问题具体分析，D项正确；答案选CD。
18．（16分）（2021·山东泰安·高一期末）Ⅰ.如图是某同学设计的一个简易原电池装置。
请回答下列问题。
(1)若a电极材料为碳、b溶液为溶液，则正极的电极反应式为_______________________________，当有负极材料溶解时，转移的电子为___________。
(2)若a电极材料为铁、b溶液为浓硝酸，电流表的指针也会偏转，则电子的流向为___________→___________(填电极材料，下同)，溶液中的向___________极移动。
(3)某固体酸膜燃料电池(如图所示)以固体为电解质传递，电池总反应可表示为。则a为电池___________极，b极上的电极反应为_______________________________。
Ⅱ.原子间形成化学键放出能量，破坏原子间化学键需要吸收能量。已知键、键、键的键能分别为、、。关于工业合成氨的反应，请根据键能的数据判断下列问题。
(4)若有生成，需要___________(填“吸收”或“放出”)热量___________；该反应的能量变化可用图___________表示(填“甲”或“乙”)。
Ⅲ.在催化下可发生分解反应，为探究一定温度下溶液的浓度、的浓度对分解速率的影响，某同学设计了如下实验，内容如下表所示：
实验序号
实验所用试剂
酸性溶液
溶液
甲
4
0.1
3
2
3
乙
4
0.1
2
2
丙
5
0.1
2
2
(5)①___________。
②实验甲、乙的探究目的是____________________________________。
③实验甲、丙探究催化剂浓度对分解速率的影响情况，则___________；若实验丙中产生气泡的速率较快，由此可得出的结论是________________________________________________________。
【答案】（1） 0.05
（2）铜() 铁() 铁()
（3）负
（4）放出 46 甲
（5）①4 ②的浓度对分解速率的影响 ③3 催化剂浓度大时，催化效果较好
【解析】 (1)C、Cu和FeCl3溶液构成原电池，Cu易失电子作负极、C作正极，正极上铁离子得电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+；负极反应式为Cu-2e - =Cu2+，n(Cu)=，溶解0.025molCu转移电子物质的量=0.025mol×2=0.05mol；
(2)Fe和浓硝酸发生钝化现象，Cu易被浓硝酸腐蚀而作负极，电子从负极Cu沿导线流向正极Fe，电解质溶液中阴离子向负极Cu移动；
(3)该原电池通入氢气一极发生氧化反应， a极为电池的负极，b极为电池的正极，O2发生得电子的还原反应，正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O；
(4)合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，该反应的焓变△H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)=-92kJ/mol，该反应的正反应是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，生成2mol氨气放出92kJ热量，计算生成1mol氨气放出热量=92kJ/2×1=46kJ，该反应能量变化为甲；
(5)①探究浓度、催化剂用量对H2O2分解速率的影响，应控制溶液总体积相等，改变反应物以及催化剂用量即可，实验①的总体积是4mL+3mL+3mL=10mL，则实验②中V1=10mL-4mL-2mL=4mL；
②对比甲、乙实验，的浓度相同，的浓度浓度不同，则实验甲、乙的探究目的是的浓度对分解速率的影响；
③V2=10mL-5mL-2mL=3mL，实验丙中催化剂的浓度较大，若实验丙中产生气泡的速率较快，由此可得出的结论是催化剂浓度大时，催化效果较好。
第05周 化学反应与能量变化
思维导图
课标要点
1.通过实验和已有知识、经验感受化学反应中的能量变化，知道常见的吸热反应和放热反应，树立物质变化中伴随能量变化的观念。
2.能从反应物与生成物所具有的能量、化学键的断裂与形成两个角度理解化学反应中能量变化的主要原因，提升证据推理能力。
3.通过多种渠道了解人类对化学反应中能量的利用情况，了解节能的意义和方法，感受化学学科的社会价值，培养科学态度与社会责任。
4.借助原电池装置和原理的学习,体会化学能到电能的直接转化，提高模型认知能力,学习科学探究方法。
重点:化学反应中能量变化的本质;化学能转化为电能的装置特点及原理。
难点:化学能转化为电能的装置特点及原理。
（限时：60分钟 满分80分）
一、选择题：本题共15个小题，每小题3分，共45分。
1．关于能源和能量转化，下列说法正确的是
A．太阳能电池的能量转化：光能→化学能→电能
B．生物光合作用中的能量转化：光能(太阳能)→生物质能(化学能)
C．化学反应过程中，除了物质变化外，可能伴有能量变化
D．燃气灶具中的能量转化：化学能全部转化为热能
【答案】B
【解析】A．太阳能电池的能量转化：光能通过化学反应转化为电能，故A错误；
B．生物光合作用中的能量转化：光能(太阳能)通过化学反应转化为生物质能(太阳能)，故B正确；
C．化学反应过程中，旧键断裂和新键形成，除了物质变化外，一定伴有能量变化，故C错误；
D．燃气灶具中的能量转化：化学能主要转化为热能、光能形式，故D错误；
故选：B。
2．（2021·黑龙江·大兴安岭实验中学高一期中）下列说法不正确的是
A．当今社会人们所需的能量绝大部分是由化学反应产生的
B．目前，全球仍处于化石能源时代
C．人体生命活动所需要的能量，是由氧化还原反应提供的
D．凡是放出热量的化学反应均可用来造福人类
【答案】D
【解析】A．人类目前运用最多的能源是化石燃料，其释放的能量由化学反应产生，A正确；
B．煤、石油、天然气三大化石燃料，是当今世界最重要的能源，故目前，全球仍处于化石能源时代，B正确；
C．人体内有机物所含能量的释放是有机物被氧化成简单无机物的过程，属于氧化还原反应，所以人体运动所消耗的能量与氧化还原反应有关，C正确；
D．化学反应放出的能量，可以造福人类，也可以给人类带来灾难，比如火灾，D错误；
故选D。
3．中国新一代运载火箭“长征七号”，已于2016年6月25首飞。火箭所需要的巨大能量由特制的燃料来提供，有关燃料燃烧过程中的变化，下列说法不正确的是
A．所有的燃烧过程均是放热的
B．需要点燃才能发生的燃烧过程是吸热的
C．所有燃料在燃烧过程中均会发生化学键的断裂
D．燃烧后产物的总能量一定小于反应物的总能量
【答案】B
【解析】A．燃烧为发光、放热、剧烈的氧化还原反应，所有的燃烧过程均是放热反应，故A正确；
B．大多物质燃烧需要点燃才能反应，燃烧是放热反应，故B错误；
C．燃烧是化学变化，反应过程中一定有化学键的断裂和形成，所以所有的燃料在燃烧过程中均会发生化学键的断裂，故C正确；
D．燃烧是放热反应，依据能量守恒，燃烧后产物的总能量一定小于反应物的总能量，故D正确；
故选：B。
4．（2021·四川·成都市郫都区成实外教育培训学校有限公司高一开学考试）如图所示装置气密性良好、要使注射器中的活塞向右移动，使用的液体M和固体N可能是
①生石灰和水；②稀硫酸和锌；③水和氢氧化钠；④水和硝酸铵。
A．①②③④ B．①②③ C．①②④ D．②⑨④
【答案】B
【解析】要使注射器中的活塞向右移动，必须增大瓶内压强，压强增大有两种情况，一是生成气体，二是溶解放热或者反应放热，据此分析判断。
①生石灰和水反应放出大量的热，使瓶内压强增大，注射器中的活塞向右移动，故①符合；
②稀硫酸和锌反应生成氢气，使瓶内压强增大，注射器中的活塞向右移动，故②符合；
③氢氧化钠溶于水放热，使瓶内压强增大，注射器中的活塞向右移动，故③符合；
④硝酸铵溶于水吸热，使瓶内压强减小，注射器中的活塞向左移动，故④不符合；
使注射器中的活塞向右移动，使用的液体M和固体N可能是①②③，故选B。
5．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可知( )
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．该反应中，热能转化为化学能
C．醋酸与NH4HCO3发生了复分解反应，该反应为吸热反应
D．该反应的离子方程式为：CO＋2H＋=CO2↑＋H2O
【答案】B
【解析】A．醋酸逐渐凝固，温度下降，可知NH4HCO3与盐酸的反应为吸热反应，故A错误；
B．热能转化为化学能储存在新物质中，故B正确；
C．醋酸与NH4HCO3未接触，未发生反应，故C错误；
D．HCO不能拆，故D错误；
故答案为B。
6．2C + O2 = 2CO，2CO + O2 = 2CO2 都是放热反应。下列说法不正确的是（ ）
A．12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量
B．56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量
C．12gC和32gO2所具有的总能量大于44gCO2所具有的总能量
D．将一定质量的碳燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多
【答案】A
【解析】A.2C + O2 = 2CO是放热反应，则12gC和16gO2所具有的总能量一定高于28gCO所具有的总能量，A错误；
B. 2CO + O2 = 2CO2 是放热反应，则56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量，B正确；
C.根据C+O2=CO2是放热反应，则12gC和32gO2所具有的总能量大于44gCO2所具有的总能量，C正确；
D.将一定质量的碳燃烧，完全燃烧生成CO2放出热量较多，不完全燃烧生成CO放出的热量较少，D正确；
答案选A。
7．下列装置能形成原电池的是( )
A．①②③⑦ B．①②⑤⑥
C．①②③④ D．①②③⑥⑦
【答案】A
【解析】根据构成原电池的“两极一液一线一反应”判断；装置④不能形成闭合回路；装置⑤不具有两个活动性不同的电极，只能发生氧化还原反应，不能形成电流；装置⑥中酒精不是电解质溶液；装置能形成原电池的是①②③⑦，答案选A。
8．有甲、乙、丙、丁四种金属，将甲乙用导线相连放入稀硫酸中可以看到甲慢慢溶解，而乙表面上有气泡逸出，把丁放到甲的硫酸盐溶液中，丁的表面覆盖一层甲的单质，丙能和水反应放出氢气，甲能和稀盐酸反应放出氢气，已知四种金属中有一种是铜，则铜是
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【答案】B
【解析】甲、乙用导线相连放入稀H2SO4中，甲慢慢溶解，乙表面上有气泡逸出，则甲为原电池负极，活泼性：甲>乙；
把丁放到甲的硫酸盐溶液中，丁的表面覆盖一层甲的单质，说明活泼性：丁>甲；
甲放入稀盐酸中会产生H2，则甲排在氢的前面，丙能和水反应放出氢气，则活泼性：丙>甲>H；
可得活泼顺序为：丁>丙>甲>乙，由甲>H，说明只有乙才可能排在H后，故金属铜是乙，故选：B。
9．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．产生气泡的速率甲比乙慢
B．两烧杯中溶液的酸性均减弱
C．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极
D．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
【答案】B
【解析】A．甲构成原电池，产生气泡的速率甲比乙快，故A错误；
B．两烧杯中的总反应都是，硫酸浓度减小，溶液的酸性均减弱，故B正确；
C．甲构成原电池，锌的活泼性大于铜，甲中铜片作正极；乙没有构成原电池，故C错误；
D．甲构成原电池，锌的活泼性大于铜，甲中铜片作正极，正极反应为，甲中铜片表面有气泡产生，故D错误；
选B。
10．（2021·河南商丘·高一期末）金属镁和铝设计成如图所示的原电池。下列说法正确的是
A．铝作该原电池的负极
B．溶液中向极移动
C．电极的电极反应式为
D．电流方向为A
【答案】D
【解析】根据原电池构成条件，Mg比Al活泼，因此Mg为负极，Al为正极，据此分析；
A．Mg比Al活泼，且Mg能与硫酸反应，因此Mg为负极，Al为正极，故A错误；
B．根据原电池工作原理，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，即向Mg极移动，故B错误；
C．根据上述分析，Mg为负极，电极反应式为Mg－2e－=Mg2+，故C错误；
D．电流方向是正电荷定向移动方向，从正极流出，因此电流方向是Al→A→Mg，故D正确；
答案为D。
11．在如图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，下列关于此装置的叙述不正确的是( )
A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大 B．a是正极，b是负极
C．导线中有电子流动，电子从a极到b极 D．a极上发生了氧化反应
【答案】B
【解析】a的金属性比氢要强，b为碳棒，所以a是负极，b碳棒是正极；
A．碳棒是正极，在正极发生的反应是：2H++2e-=H2↑，溶液中的氢离子浓度减少，溶液的pH变大，故A正确；
B．a的金属性比氢要强，b为碳棒，所以a是负极，b碳棒是正极，故B错误；
C．在原电池的外电路中，电子由负极经导线流向正极，即电子从a极经导线到b极，故C正确；
D．a的金属性比氢要强，b为碳棒，所以a是负极，负极上发生金属失电子的氧化反应，故D正确；
答案选B。
12．把锌片、铜片用导线连接后插入硫酸铜溶液中，当电路中有0.4mol电子通过时，负极的质量变化是
A．减少13g B．增加6.5g C．增加13g D．减少11.2g
【答案】A
【解析】锌片、铜片和硫酸铜溶液形成的原电池中，较活泼的金属锌片作负极，铜片作正极，负极上锌失电子变成锌离子进入溶液，所以负极质量会减少，正极上铜离子得电子生成铜单质，所以正极上铜片质量会增加，根据金属和转移电子的关系计算即可。
锌片、铜片和硫酸铜溶液形成的原电池中，较活泼的金属锌片作负极，铜片作正极，负极上锌失电子质量减少，正极上铜离子得电子质量增加。设负极上质量减少x，负极上的电极反应式为：
x==13g，所以负极质量减少13g。
故选A。
13．中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，可以利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如图所示，下列说法错误的是
A．上述过程中，反应物的总能量小于生成物的总能量
B．上述过程中，太阳能转化为化学能
C．过程Ⅰ释放能量，过程Ⅱ吸收能量
D．过程Ⅲ属于氧化还原反应
【答案】C
【解析】A．由图可知，太阳能使水分解，水分解吸热，则反应物的总能量小于生成物的总能量，故A正确；
B．由图可知，太阳能使水分解，则实现了光能向化学能的转化，故B正确；
C．过程Ⅰ断键，吸收能量，过程Ⅱ中生成氢气、过氧化氢，形成化学键，过程Ⅱ放出能量，故C错误；
D．过程Ⅲ为O-H键的断裂过程生成氢气和氧气，化学反应为：2H2O2＝2H2+O2，属于氧化还原反应，故D正确；
故选C。
14．（2021·江苏省前黄高级中学高一期末）某新能源汽车电池中含有LiFePO4，放电过程中，LiFePO4转化为FePO4，下列说法正确的是
A．LiFePO4中P为+5价，则Fe为+3价
B．该过程铁元素被还原
C．该过程得到电子
D．将FePO4溶于稀硫酸后，可以用硫氰化钾溶液检验其中所含的铁元素
【答案】D
【解析】A．磷酸根离子中P为+5价，故LiFePO4中P为+5价，Li为+1价，则Fe为+2价，A错误；
B．LiFePO4转化为FePO4，Fe由+2价转化为+3价，化合价升高，被氧化，B错误；
C．LiFePO4转化为FePO4，Fe由+2价转化为+3价，化合价升高，被氧化，失电子，C错误；
D．将FePO4溶于稀硫酸得到硫酸铁和磷酸，硫酸铁完全电离得到Fe3+，故可以用硫氰化钾溶液检验其中所含的铁元素，D正确；
选D。
15．一种氢氧燃料电池以为燃料，为氧化剂，电解质溶液是质量分数为30%的溶液，下列叙述正确的是
A．在电池负极发生还原反应 B．使用一段时间后溶液质量分数仍为30%
C．电池的能量转化率可达100% D．在正极参与反应时得电子
【答案】D
【解析】A．H2是还原剂，通H2的电极是负极，H2失去电子发生氧化反应，A错误；
B．氢氧燃料电池的总反应为：2H2 +O2 = 2H2O，电池工作时，反应生成的水将氢氧化钾溶液稀释，B错误；
C．燃料电池的能量利用率高，但不可能达到100%，总有一部分化学能转化为热能，C错误；
D．O2是氧化剂，反应中氧元素从0价降低为- 2价，一个O2分子可得到4个电子，1mol O2参与反应时转移4mol电子，D正确；
答案选D。
二、非选择题：共35分。
16．（8分）某化学反应中，设反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2，
I.若E1>E2，则该反应为__________(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图_________(填“A”或“B”)表示。
II.若E1＜E2，则该反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图__________(填“A”或“B”)表示
III.下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的最小能量：
物质
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
H2
键能(kJ/mol)
243
193
151
432
366
298
436
根据上述数据回答下列问题：
（1）下列物质本身具有的能量最低的是__________。
A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I2
（2）下列氢化物中最稳定的是__________。
A．HCl B．HBr C．HI
（3）X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？____________。
（4）相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是__________（填写化学式）。
【答案】放热 A 吸热 B A A 放热 Cl2
【分析】
I、反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应，反之为吸热反应；III、键能越大，反应时释放的能量越多，物质本身具有的能量越低，则越稳定；旧键断裂吸收的总能量小于新键形成释放的总能量为放热反应，反之为吸热反应；
【详解】
I.若E1>E2，反应物的总能量大于生成物的总能量，为图像A，反应放热；答案为：放热；A；
II.若E1＜E2，反应物的总能量小于生成物的总能量，为图像B，反应吸热，答案为：吸热；B
III. （1）键能越大，反应时释放的能量越多，物质本身具有的能量越低，则越稳定，根据表中数据，答案为A；
（2）键能越大，反应时释放的能量越多，则越稳定，答案为A；
（3）X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)，以氯气为例，旧键断裂吸收的总能量=243+436=679；新键形成释放的总能量=432×2=864，反应为放热反应，答案为：放热；
（4）相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，释放的热量分别为：185、103、9，答案为：Cl2；
17．（11分）根据化学能转化为电能的相关知识，回答下列问题：
I.理论上，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+”设计一种化学电池(正极材料用碳棒)，回答下列问题：
(1)该电池的负极材料是_____________ (填化学式)，发生____________(填“氧化”或“还原”)反应，电解质溶液是_____________(填化学式)溶液。
(2)正极上发生的电极反应为______________________________________。
(3)若导线上转移的电子为1mol，则消耗的金属铜的质量为_____________。
II.甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入稀硫酸中，乙同学将电极放入NaOH溶液中，实验装置如图所示。
(4)写出甲中的现象：_____________________________________。
(5)乙中作负极的是_________，写出负极上的电极反应式：______________________________。
(6)如果甲同学与乙同学均认为“构成原电池的电极材料都是金属时，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，由此他们会得出不同的实验结论，依据该实验得出的结论中，正确的是________(填标号)。
A．镁的金属性不一定比铝的金属性强
B．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了
C．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的电解质溶液
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此具体问题应具体分析
【答案】(1) Cu 氧化 Fe2(SO4)3(或FeCl3)
(2)Fe3++e-=Fe2+
(3)32
(4)镁片逐渐变薄，铝片表面有气泡产生
(5) 铝片 A1-3e-+4OH-=AlO+2H2O
(6)CD
【解析】 (1)Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+反应中，Cu元素化合价升高，发生氧化反应，Cu作负极，正极上，Fe3+得电子生成Fe2+，电解质溶液需要提供Fe3+，故电解质溶液是Fe2(SO4)3溶液或FeCl3溶液；
(2)正极上，Fe3+得电子生成Fe2+，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+；
(3)根据Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+可知，转移1mol电子，消耗0.5mol Cu，则消耗的金属铜的质量为；
(4)金属活泼性：Mg＞Al，电解质溶液为稀硫酸，Mg作负极，发生氧化反应生成Mg2+，Al作正极，H+发生还原反应生成H2，故甲中的现象为镁片逐渐变薄，铝片表面有气泡产生；
(5)Al能和NaOH溶液反应，而Mg不和NaOH溶液反应，则乙中，Al作负极，电极反应式为A1-3e-+4OH-=AlO+2H2O；
(6)A．镁的金属性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，A项错误；B．该实验说明电解质溶液性质影响电极的正负极，不能说明金属活动性顺序没有使用价值，B项错误；C．根据甲、乙中电极反应式知，原电池正负极与电解质溶液有关，故利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的电解质溶液，C项正确；D．该实验说明化学研究对象复杂，反应与条件有关，电极材料相同其反应条件不同导致其产物不同，所以应具体问题具体分析，D项正确；答案选CD。
18．（16分）（2021·山东泰安·高一期末）Ⅰ.如图是某同学设计的一个简易原电池装置。
请回答下列问题。
(1)若a电极材料为碳、b溶液为溶液，则正极的电极反应式为_______________________________，当有负极材料溶解时，转移的电子为___________。
(2)若a电极材料为铁、b溶液为浓硝酸，电流表的指针也会偏转，则电子的流向为___________→___________(填电极材料，下同)，溶液中的向___________极移动。
(3)某固体酸膜燃料电池(如图所示)以固体为电解质传递，电池总反应可表示为。则a为电池___________极，b极上的电极反应为_______________________________。
Ⅱ.原子间形成化学键放出能量，破坏原子间化学键需要吸收能量。已知键、键、键的键能分别为、、。关于工业合成氨的反应，请根据键能的数据判断下列问题。
(4)若有生成，需要___________(填“吸收”或“放出”)热量___________；该反应的能量变化可用图___________表示(填“甲”或“乙”)。
Ⅲ.在催化下可发生分解反应，为探究一定温度下溶液的浓度、的浓度对分解速率的影响，某同学设计了如下实验，内容如下表所示：
实验序号
实验所用试剂
酸性溶液
溶液
甲
4
0.1
3
2
3
乙
4
0.1
2
2
丙
5
0.1
2
2
(5)①___________。
②实验甲、乙的探究目的是____________________________________。
③实验甲、丙探究催化剂浓度对分解速率的影响情况，则___________；若实验丙中产生气泡的速率较快，由此可得出的结论是________________________________________________________。
【答案】（1） 0.05
（2）铜() 铁() 铁()
（3）负
（4）放出 46 甲
（5）①4 ②的浓度对分解速率的影响 ③3 催化剂浓度大时，催化效果较好
【解析】 (1)C、Cu和FeCl3溶液构成原电池，Cu易失电子作负极、C作正极，正极上铁离子得电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+；负极反应式为Cu-2e - =Cu2+，n(Cu)=，溶解0.025molCu转移电子物质的量=0.025mol×2=0.05mol；
(2)Fe和浓硝酸发生钝化现象，Cu易被浓硝酸腐蚀而作负极，电子从负极Cu沿导线流向正极Fe，电解质溶液中阴离子向负极Cu移动；
(3)该原电池通入氢气一极发生氧化反应， a极为电池的负极，b极为电池的正极，O2发生得电子的还原反应，正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O；
(4)合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，该反应的焓变△H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)=-92kJ/mol，该反应的正反应是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，生成2mol氨气放出92kJ热量，计算生成1mol氨气放出热量=92kJ/2×1=46kJ，该反应能量变化为甲；
(5)①探究浓度、催化剂用量对H2O2分解速率的影响，应控制溶液总体积相等，改变反应物以及催化剂用量即可，实验①的总体积是4mL+3mL+3mL=10mL，则实验②中V1=10mL-4mL-2mL=4mL；
②对比甲、乙实验，的浓度相同，的浓度浓度不同，则实验甲、乙的探究目的是的浓度对分解速率的影响；
③V2=10mL-5mL-2mL=3mL，实验丙中催化剂的浓度较大，若实验丙中产生气泡的速率较快，由此可得出的结论是催化剂浓度大时，催化效果较好。
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