高中化学5.3化学变化中的能量变化巩固练习

5.3化学变化中的能量变化同步练习-沪科版高中化学必修第二册

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是

A．电子流动方向：X→外电路→Y→溶液→X

B．若两电极分别为Zn和石墨棒，则X电极为石墨棒，Y电极为Zn

C．移向Y电极，X电极上有氢气产生

D．X电极上发生的是氧化反应，Y电极上发生的是还原反应

2．在通风棚中进行下列实验。下列说法不正确的是

A．I中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NO+O2=2NO2

B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应

C．对比Ⅱ、Ⅲ中现象分析可知：Fe比Cu活泼，故Ⅲ中Fe做负极

D．Ⅲ中既有通过原电池进行的反应过程，也有未通过原电池进行的氧化还原反应

3．将纯锌片和纯铜片按图示方式同时插入同浓度的稀硫酸中，以下叙述正确的是

A．甲中金属表面产生气泡的速率比乙快

B．甲中锌片是负极，乙中铜片是正极

C．两烧杯中溶液的pH均减小

D．甲中向锌片移动

4．某小组利用如图装置研究原电池工作原理。下列叙述不正确的是

A．和不连接时，铁片上会有金属铜析出

B．和用导线连接时，铜片上的反应为

C．无论a和b是否连接，铁片均发生还原反应

D．a和b用导线连接时，溶液中向铜电极移动

5．汽车发生剧烈碰撞时，安全气囊中迅速发生反应：。下列说法正确的是

A．该反应中是还原剂 B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为15∶1

C．若设计成原电池，在负极上反应 D．每转移，可生成

6．某固体酸燃料电池以Ca(HSO4)2固体为电解质传递H+，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2+O2═2H2O，下列有关说法正确的是

A．电子通过外电路从b极流向a极

B．b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e-= 4OH-

C．每转移0.1mol电子，消耗标况下H2体积1.12L

D．H+由b极通过固体酸电解质传递到a极

7．下列原电池装置中，说法正确的是

A．Zn电极为负极，发生氧化反应

B．外电路电子从Cu电极经电流表流向Zn电极

C．电解质溶液中SO向Cu电极迁移

D．该装置能将化学能全部转化为电能

8．如图是Zn和Cu形成的原电池，某同学做完实验后，记录如下，其中不正确的是

A．向正极移动

B．电子流向： 形成闭合回路

C．Cu极上有产生

D．负极的电极反应式为

9．在如图所示的装置，a为活泼性顺序位于氢之前的金属，b为石墨棒，关于此装置的各种叙述正确的是

A．石墨棒上有气体放出，溶液酸性变弱

B．a是正极，b是负极

C．导线中有电子流动，电流方向是从a极到b极

D．b极附近的SO浓度逐渐增大

10．化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化。下列说法正确的是

A．1mol固态硫和1mol气态硫分别在空气中充分燃烧生成气体，反应热分别为和，

B．所有的燃烧反应、酸碱中和反应、化合反应都是放热反应

C．等物质的量的稀硫酸和稀盐酸分别与足量NaOH溶液反应，前者的中和热是后者的两倍

D．已知石墨比金刚石稳定，则石墨转化为金刚石是放热反应

二、填空题

11．化学电池在通信、交通及日常生活中有着广泛的应用。

(1)下列装置中能够组成原电池的是       (填序号)。

(2)现有如下两个反应：A、；B、。

①根据两反应本质，判断能否设计成原电池。如果不能，说明其原因       。

②如果可以，请在下面方框内画出原电池装置图，注明电极材料和电解质溶液等       。

(3)如图是某锌锰干电池的基本构造图。

①该碱性锌锰干电池的总反应式为，该电池工作时正极的电极反应式是       。

②关于该电池的使用和性能，下列说法正确的是       。(填字母，下同)

A．该电池属于蓄电池

B．电池工作时向负极移动

C．该电池的电解质溶液是溶液

D．该电池用完后可随意丢弃，不需要回收处理

(4)另一种常用的电池——锂电池由于比容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大而广泛用于心脏起搏器，它的负极材料用金属锂制成，电解质溶液需用非水溶液配制，请用化学方程式表示不能用水溶液的原因：       。

12．放电之后可再充电，反复使用的化学电池叫       ，如       。

13．选择适宜的材料和试剂，请利用反应“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”设计一个化学电池。回答下列问题：

(1)负极材料：   ；正极材料：   ；电解质溶液：   。

(2)写出电极反应式：

正极：   ；

负极：   。

(3)原电池中电子从   极流出，电解质溶液中阴离子流向   极(填“正”或“负”)。

14．乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯直接水合法生产。回答下列问题：

(1)已知：甲醇脱水反应①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)    △H1=-23.9KJ·mol-1

甲醇制烯烃反应②2CH3OH(g)=C2H4(g)＋2H2O(g)    △H2=-29.1KJ·mol-1

乙醇异构化反应③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g)    △H3=+50.7KJ·mol-1

则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)＋H2O(g)=C2H5OH(g)的△H=       kJ·mol-1

(2)乙醇是一种常用的燃料，也可用于燃料电池。该燃料电池的工作原理如图所示。

①该电池工作时，c口通入的物质为       。

②写出该电池的电极反应式：正极       ；负极       。

15．放热反应和吸热反应的概念

把       热的化学反应称为放热反应，把       热的化学反应称为吸热反应。

16．依据氧化还原反应：2Ag＋＋Cu=Cu2＋＋2Ag设计的原电池如图所示。请回答下列问题：

(1)电解质溶液Y是       。

(2)银电极为电池的       极，发生的电极反应式为       ；

(3)外电路中的电子       (填“流出”或“流入”)Ag电极。

(4)当有1.6g铜溶解时，银棒增重       g。

17．回答下列问题：

(1)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图为氢氧燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。

①使用时，空气从       口通入(填“A”或“B”)；

②a极的电极反应为：       。

(2) A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。

根据实验现象回答下列问题：

①装置甲溶液中的阴离子移向        (填“A”或“B”)极。

②装置乙中正极的电极反应式为       。

③四种金属活动性由强到弱的顺序是       。

(3)锌电池有望代替铅蓄电池，它的构成材料是锌、空气、某种电解质溶液，发生的总反应式是：2Zn+O2=2ZnO。则该电池的负极材料是       ；当导线中有0.4 mol电子通过时，理论上消耗的O2在标准状况下的体积是        L。

18．某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理。

按照实验步骤依次回答下列问题：

(1)锌电极为电池的       极，电极上发生的是       反应(“氧化”或“还原”)，电极反应式为       。

(2)导线中电子流向为       (用a、b表示)。

(3)若装置中铜电极的质量增加0.64g，则导线中转移的电子数目为       ；

(4)装置中盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K+，Cl-的移动方向描述正确的是_______。

A．盐桥中的K+向左侧烧杯移动、Cl-向右侧烧杯移动

B．盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动

C．盐桥中的K+、Cl-都向右侧烧杯移动

D．盐桥中的K+、Cl-几乎都不移动

(5)若ZnSO4溶液中含有杂质Cu2+，会加速Zn电极的腐蚀、还可能导致电流在较短时间内衰减。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的_______(填代号)。

A．NaOH B．Zn C．Fe D．H2SO4

(6)反应一段时间后右侧烧杯中Cu2+浓度是       (填增大，减小或不变)

19．开发新能源是解决大气污染的有效途径之一、直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如下图所示，通入a气体的电极是原电池的           极(填“正”或“负”)，其电极反应式为           。

20．电池与工农业生产、日常生活有着密切的关联。请回答下列问题：

(1)燃料电池是目前电池研究的热点之一、某课外小组自制的氢氧燃料电池如图所示，a、b均为惰性电极。

①负极是       (填“a”或“b”)，该电极上发生       反应。

②b极发生的电极反应式是       。

(2)某同学利用家中废旧材料制作可使扬声器发出声音的电池，装置如图所示。下列说法正确的是_______(填字母)。

A．电子由铝制易拉罐经导线流向碳棒

B．在碳棒上有气体生成，该气体可能为氢气

C．铝质易拉罐逐渐被腐蚀，说明铝失去电子

D．扬声器发声，说明该装置将电能转化为化学能

(3)铁及其化合物应用广泛，如可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。

①写出溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：       。

②若将①中的反应设计成原电池，请画出该原电池的装置图       ，标出正、负极和电解质溶液。

三、实验题

21．现代社会的一切活动都离不开能量，化学反应在发生物质变化的同时伴随能量的变化。回答下列问题：

(1)下列反应中，属于放热反应的是___________(填字母)。

A．盐酸与 B．晶体和晶体反应

C．Zn和稀硫酸反应 D．KOH溶液和稀硝酸反应

(2)由下图的能量转化关系可知生成16g (l)需要           (填“吸收”或“放出”)           kJ能量。

(3)下图为1mol (g)和1mol (g)充分反应生成2mol NO(g)的能量变化图。若断裂1mol NO分子中的化学键，需要吸收           能量。该反应中反应物所具有的总能量           (填“高于”“低于”或“等于”)生成物所具有的总能量。

(4)某实验小组为了探究化学能与热能的转化，设计了如图所示的三套实验装置：

①某同学选用装置I进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管中加入了适量溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是           。

②上述3个装置中，能探究“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的装置是           (填装置序号)。

22．为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用如图所示的装置进行实验，回答下列问题。

I.用甲装置进行第一组实验：

(1)在保证电极反应不变的情况下，下列材料不能代替左侧Cu电极的是   (填序号)。

A．石墨 B．镁 C．银 D．铂

(2)实验过程中，SO   (填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象有    。

II.该小组同学用乙装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极溶液逐渐变成紫红色，停止实验后观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根离子(FeO)在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及资料信息，填写下列空白：

(3)电解过程中，X极溶液的碱性    (填“增强”“减弱”或“不变”)。

(4)电解过程中，Y极发生的电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑和    。

(5)已知K2FeO4和Zn可以构成碱性电池，其中K2FeO4在电池中作正极材料，电池总反应为2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2，则该电池正极的电极反应为   。

(6)另一小组同学将乙装置中6mol/LNaOH溶液换成1mol/LNaCl溶液，发现铁电极附近逐渐变成    色，电解一段时间后U形底部中央位置变浑浊，请用化学语言解释该现象产生的原因：    。

23．我国“蓝天保卫战”成果显著，肆虐的雾霾逐渐被遏止。科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关，转化关系如图所示：

回答下列问题：

(1)从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有           (写化学式，下同)，图中物质溶于水溶液呈碱性的是           。

(2)SO2转化为SO3的化学方程式是           ，工业上利用氨制备一氧化氮，反应的化学方程式为           。

(3)实验室长期保存浓硝酸，需使用棕色试剂瓶，并放置在阴凉处，其原因为           (用化学方程式表示)。

(4)氨与一氧化氮(NO)在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质，该反应的化学方程式为           。

(5)分别按如图甲、乙所示装置进行实验，图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸，乙中为电流表。

①以下叙述中，正确的是           (填标号)。

A．甲中锌片是负极，乙中铜片是正极        B．两烧杯中铜片表面均有气泡产生

C．两烧杯中溶液c(H＋)均减小                D．产生气泡的速率甲中比乙中慢

E．乙的外电路中电流方向Zn→Cu            F．乙溶液中向铜片方向移动

②在乙实验中，某同学发现不仅在铜片上有气泡产生，而且在锌片上也产生了气体，分析原因可能是           。

参考答案：

1．D

2．C

3．A

4．C

5．B

6．C

7．A

8．B

9．A

10．A

11．(1)③⑤

(2)     是非氧化还原反应，没有电子转移    

(3)     2MnO2+2e-+=2MnO(OH)     B

(4)2Li+2H2O=2LiOH+H2↑

12．     二次电池     铅酸蓄电池，锂离子电池

13．(1)     铜     银(或碳棒)     AgNO3溶液

(2)     2Ag++2e-=2Ag     Cu-2e-=Cu2+

(3)     铜(或负)     负

14．(1)-45.5

(2)     O2     O2+4H++4e-=2H2O     CH3CH2OH-12e-+3H2O=2CO2+12H+

15．     放出     吸收

16．(1)硝酸银

(2)     正     Ag＋＋e-=Ag

(3)流入

(4)5.4g

17．(1)     B     H2-2e-=2H+

(2)     A     Cu2++2e-=Cu     D>A>B>C

(3)     Zn     2.24

18．(1)     负     氧化     Zn-2e-=Zn2+

(2)a到b

(3)1.204×1022或0.02NA

(4)B

(5)B

(6)减小

19．     负     CH3OH－6e－+H2O=CO2↑+6H+

20．(1)     a     氧化    

(2)ABC

(3)     ①    

21．(1)CD

(2)     放出     45.5

(3)     632kJ     低于

(4)     左端液面降低，右端液面升高     I、Ⅱ

22．(1)B

(2)     从右向左     滤纸上有蓝色沉淀产生

(3)增强

(4)Fe-6e-+8OH-=+4H2O

(5)2+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-

(6)     浅绿     Y(阳极)Fe-2e-=Fe2+，X(阴极)2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓

23．(1)     SO2、SO3、N2O5     NH3

(2)         

(3)

(4)

(5)     )CD     锌片不纯，在锌片上形成原电池