1、1第二章 化学反应与能量微型专题重点突破(一)对点训练题组一 化学反应中的能量变化1下列反应或过程中能量的变化符合图像的是( )AHH HHB2NH 4ClBa(OH) 28H2O=BaCl22NH 310H 2OCMg2HCl= =MgCl2H 2DH 2SO42KOH= =K2SO42H 2O考点 化学反应中的能量变化题点 化学反应中能量变化的图像分析答案 B解析 根据图像，生成物的总能量大于反应物的总能量，说明反应是吸热反应或过程。A 项，形成化学键的过程中会放出能量，错误；B 项，属于铵盐和碱的反应，是吸热反应，正确；C 项，属于金属与酸的反应，是放热反应，错误；D 项，属于酸碱中和反
2、应，是放热反应，错误。2(2017桂林中学高一下期中)下列变化过程，能放出热量的过程有( )液态水变成水蒸气 酸碱中和反应 浓硫酸稀释 固体氢氧化钠溶于水 H 2在Cl2中燃烧 灼热的炭与 CO2的反应 NH 4Cl 晶体与 Ba(OH)28H2O 混合搅拌A2 个 B3 个 C4 个 D5 个考点 化学反应中的能量变化2题点 吸热反应和放热反应的判断答案 C解析 液态水变成水蒸气需要吸热；酸碱中和反应放热；浓硫酸稀释过程放热；固体氢氧化钠溶于水放热；H 2在 Cl2中燃烧放热；灼热的炭与 CO2的反应吸热；NH 4Cl晶体与 Ba(OH)28H2O 混合搅拌吸热。C 项正确。3生产液晶显示器
3、的过程中使用的化学清洗剂 NF3是一种温室气体，其储存能量的能力是CO2的 1200020000 倍，在大气中的寿命可长达 740 年之久，已知键能是指断开 1mol 化学键变为气态原子时所放出的能量，以下是几种化学键的键能：化学键 NN FF NF键能/kJmol1 941.7 154.8 283.0下列说法中正确的是( )A过程 N2(g) 2N(g)放出能量B过程 N(g)3F(g) NF 3(g)放出能量C反应 N2(g)3F 2(g)=2NF3(g)是吸热反应DNF 3吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成，仍可能发生化学反应考点 化学反应中的能量变化题点 化学反应中能量变化的简单计算
4、答案 B解析 A 项，由 N2(g) 2N(g)破坏化学键需吸收能量；B 项，N(g)3F(g) NF 3(g)是形成化学键，放出能量；C 项， H(941.7154.83283.06)kJmol1 291.9kJmol 1 ；D 项，化学反应的实质是化学键的断裂和形成。4(2018银川一中期中)下列说法正确的是( )A凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应BC(石墨，s)= =C(金刚石，s)，反应中既没有电子的得失也没有能量的变化C干冰升华时，二氧化碳分子中的共价键不发生断裂D伴有能量变化的物质变化，都是化学变化考点 化学反应中的能量变化题点 化学反应中能量变化的相关综合答案 C解析 经加热
5、而发生的化学反应不一定是吸热反应，反应是否吸热与反应条件无关，A 项不正确；C(石墨，s)= =C(金刚石，s)，反应中没有电子的得失，但是有能量的变化，既不放热也不吸热的化学反应是不存在的，B 项不正确；干冰升华时，只发生了物理变化，改变的3是分子间的距离，二氧化碳分子中的共价键不发生断裂，C 项正确；伴有能量变化的物质变化，不一定都是化学变化，如水蒸气变为液态水要放出热量，D 项不正确。题组二 原电池的基础知识及应用5(2018枣庄市下学期期中)如图是以稀硫酸为电解质溶液的原电池装置，下列叙述正确的是( )A锌片上有气泡产生B锌片为负极，铜片发生氧化反应C电解质溶液中的 H 向铜极移动D电
6、子流动方向：锌极导线铜极电解质溶液锌极考点 原电池的基础知识与应用题点 原电池的判断与工作原理答案 C解析 锌比铜活泼、形成原电池反应时，锌为负极，发生氧化反应，电极方程式为Zn2e =Zn2 ，铜为正极，发生还原反应，电极方程式为 2H 2e =H2，由此可以知道，电子由负极经外电路流向正极，电子不能进入电解质溶液中；原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；综上所述，只有 C 项正确。6将纯锌片和纯铜片按下图所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两个装置都构成了原电池B甲装置构成了原电池，乙装置没有构成原电池C两烧杯中的锌片上都有大量气泡产生D产生气泡的速率甲比乙
7、慢考点 原电池的基础知识与应用题点 原电池的判断与工作原理答案 B解析 甲中构成了铜锌原电池，锌作负极，失电子；铜作正极，氢离子在铜极上得电子，生成氢气；总反应式为 ZnH 2SO4=ZnSO4H 2。乙装置没有构成原电池，因为没有形成闭合4电路。构成原电池后生成氢气的速率加快。7把金属 A 放入盐 B(NO3)2的溶液中，发生反应 AB 2 =A2 B，以下叙述正确的是( )A常温下金属 A 一定能与水反应，B 一定不能与水反应BA 与 B 用导线连接后放入酒精中，一定形成原电池CA 与 B 用导线连接后放入 B(NO3)2的溶液中，一定有电流产生D由 A、B 和 B(NO3)2溶液构成的原
8、电池，A 一定是正极，B 一定是负极考点 原电池的基础知识及应用题点 金属活泼性强弱的综合应用答案 C解析 AB 2 =A2 B 说明 A 比 B 活泼，但 A、B 有可能都在金属活动性顺序 H 之后，因此，A、B 都有可能不与水反应，故 A 项错；酒精是非电解质，不能形成原电池，故 B 项错；由 A、B 和 B(NO3)2溶液构成的原电池，A 一定是负极，B 一定是正极，故 D 项错。8固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O 2 )在其间通过。该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极 a、b
9、 均不参与电极反应。下列判断正确的是( )A由 O2放电的 a 极为电池的负极BO 2 移向电池的正极Cb 极对应的电极反应为 2H24e 2O 2 =2H2ODa 极对应的电极反应为 O22H 2O4e =4OH考点 原电池的基础知识及应用题点 原电池中电极反应式的书写答案 C解析 在燃料电池中，有 O2放电的 a 极为原电池的正极，A 错误；在燃料电池中，O 2 移向电 池 的 负 极 ， B 错 误 ； 在 燃 料 电 池 中 ， 有 H2放 电 的 b 极 为 电 池 的 负 极 ， 电 极 反 应 为2H2 4e 2 O2 =2H2O， C 正 确 ； a 极 是 正 极 ， 氧 气
10、 在 正 极 得 电 子 ， 则 对 应 的 电 极 反 应 为O2 4e =2O2 ，D 错误。9(2018启东高一期中)锂海水电池常用在海上浮标等助航设备中，其示意图如图所示。电池反应为 2Li2H 2O=2LiOHH 2。电池工作时，下列说法错误的是( )5A金属锂作负极B镍电极上发生氧化反应C可将化学能转化为电能D电子从锂电极经导线流向镍电极考点 原电池的基础知识及应用题点 新型化学电源答案 B解析 根据原电池的工作原理，较活泼金属作负极，失去电子被氧化。该电池中锂比镍活泼，所以金属锂作负极，故 A 项正确；金属镍作正极，得到电子被还原，所以 B 项错误；该装置是把锂与水反应的化学能转
11、化为电能，故 C 正确；电子从负极锂经导线流向正极镍，故 D 项正确。题组三 守恒法在原电池中的应用10对于锌、铜、稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有 1mol 电子通过时，理论上两极变化是( )锌片溶解了 32.5g 锌片增重 32.5g 铜片上析出 1gH2 铜片上析出 1molH2A BC D考点 守恒法在原电池中的应用题点 原电池中的有关计算答案 A解析 锌、铜、稀硫酸组成的原电池的电极反应为负极：Zn2e =Zn2 ，正极：2H 2e =H2。则计算关系式为Zn 2e H 21mol2mol1mol0.5mol1mol0.5molm(Zn)0.5mol65gmol 1 32.5g，
12、 m(H2)0.5mol2gmol 1 1g。11(2018上海松江区期中)用图 1 表示铜锌原电池中一些物理量的关系。 x 轴表示流入正极电子的物质的量，则 y 轴表示( )6A c(H ) B c(SO )24C铜棒的质量 D锌棒的质量考点 守恒法在原电池中的应用题点 原电池中的有关计算答案 C解析 锌棒作原电池负极，电极反应式为 Zn2e =Zn2 ，铜棒作原电池正极，溶液中铜离子在此极得电子，电极反应式为 Cu2 2e =Cu，所以电解质溶液中 c(H )不变，A 项错误；SO 不参与反应，所以 c(SO )不变，B 项错误；铜棒上有铜析出，铜棒的质量增加，24 24C 项正确；锌不断
13、溶解，所以锌棒的质量减小，D 项错误。12(2018广州仲元中学期中)镁次氯酸盐燃料电池的工作原理如图所示，该电池反应为MgClO H 2O=Mg(OH)2Cl 。下列有关说法正确的是( )A电池工作时，c 溶液中的溶质是 MgCl2B电池工作时，正极 a 附近的 pH 将不断增大C负极反应式：ClO 2e H 2O=Cl 2OH Db 电极发生还原反应，每转移 0.1mol 电子，理论上生成 0.1molCl考点 守恒法在原电池中的应用题点 原电池相关知识的综合答案 B解析 根据电池反应式为 MgClO H 2O=Mg(OH)2Cl ，所以 c 溶液中的溶质不含镁离子，A 项错误；放电时正极
14、电极反应式：ClO H 2O2e =Cl 2OH ，所以 a 电极附近的 pH 将不断增大，B 项正确；根据电池反应式为 MgClO H 2O=Mg(OH)2Cl 可知负极电极反应式为 Mg2e 2OH =Mg(OH)2，C 项错误；由图可知 a 电极为正极发生还原反应，反应式为 ClO H 2O2e =Cl 2OH ，所以每转移 0.1 mol 电子，理论上生成 0.05 mol Cl ，D 项错误。综合强化713(1)某实验小组同学进行如图所示实验，以检验化学反应中的能量变化。实验发现，反应后中的温度升高，中的温度降低。由此判断铝条与盐酸的反应是_热反应，Ba(OH) 28H2O 与 NH
15、4Cl 的反应是_热反应。反应_(填“”或“”)的能量变化可用图(b)表示。(2)一定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量。若生成气态水放出的热量为 Q1，生成液态水放出的热量为 Q2，那么 Q1_(填“大于” “小于”或“等于”) Q2。(3)已知：4HClO 2=2Cl22H 2O，该反应中，4molHCl 被氧化，放出 115.6kJ 的热量，则断开 1molHO 键与断开 1molHCl 键所需能量相差约为_kJ。考点 化学反应中的能量变化题点 化学能与热能的相关综合答案 (1)放 吸 (2)小于 (3)31.9解析 (1)Al 与盐酸反应后，温度升高，则说明反应放热，Ba(OH) 28
16、H2O 与 NH4Cl 反应后温度降低，说明反应为吸热反应；反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，所以反应的能量变化可用图(b)表示。(2)氢气燃烧分别生成液态水和气态水，由气态水转化为液态水还要放出热量，故 Q1 Q2。(3)用 E(HO)、 E(HCl)分别表示 HO 键、HCl 键键能，反应中，4 mol HCl 被氧化，放出 115.6 kJ 的热量，则115.6 kJmol1 反应物总键能生成物的总键能，故4E(HCl)498 kJmol1 2243 kJmol1 4 E(HO)115.6 kJmol1 ，整理得 4E(HCl)4 E(HO)127.6 kJmol1 ，即
17、 E(HO) E(HCl)31.9 kJmol1 ，故断开 1 mol HO 键与断开 1 mol HCl 键所需能量相差约为 31.9 kJmol1 1 mol31.9 kJ。14某校化学研究性学习小组欲设计实验验证 Fe、Cu 的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目。8(1)方案：有人提出将大小相等的铁片和铜片同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为_。(2)方案：有人利用 Fe、Cu 作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。
18、(3)方案：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证 Fe、Cu 活动性的简单实验方案(与方案、不能雷同)：_；用离子方程式表示其反应原理：_。考点 原电池的基础知识及应用题点 原电池的设计答案 (1)Fe2H =Fe2 H 2(2)原电池装置如图所示；正极反应：2H 2e =H2；负极反应：Fe2e =Fe2(3)把铁片插入 CuSO4溶液中，一段时间后，观察铁片表面是否生成红色物质 FeCu 2 =Fe2 Cu解析 方案：金属的活动性越强，与酸反应越剧烈，产生 H2的速率越快，Fe 能与 H 反应生成 H2：Fe2H =Fe2 H 2，Cu 不与 H 反应，无明显现象，所以 Fe 的活动性
19、大于 Cu的。方案：利用原电池中相对活泼金属失去电子为原电池负极，相对不活泼的金属为原电池的正极来判断金属活动性的相对强弱，所以将 Cu 片、Fe 片用导线连接起来浸入稀硫酸中，产生气泡的电极为正极，也就是活动性较弱的 Cu，金属溶解的电极为负极，也就是活动性较强的 Fe。方案：可根据活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来设计实验。15现用如图装置来测定某原电池工作时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。量筒的规格为 1000mL，供选择的电极材料有纯铜片和纯锌片。9请回答下列问题：(1)b 电极材料为_，其电极反应式为_。(2)当量筒中收集到 672mL(标准状况下)气体时，通
20、过导线的电子的物质的量为_mol，此时 a 电极质量_(填“增加”或“减少”)_g。(3)如果将 a、b 两电极的电极材料对调，U 形管中将出现的现象是_。考点 守恒法在原电池中的应用题点 原电池的有关计算答案 (1)铜 2H 2e =H2(2)0.06 减少 1.95(3)左端液面下降，右端液面上升解析 (1)纯铜片和纯锌片、稀硫酸组成原电池，由图可知 b 电极处有氢气生成，则 b 为铜，为正极；a 为锌，为负极；b 电极上氢离子得电子生成氢气，其电极反应式为2H 2e =H2。(2)当量筒中收集到 672 mL(标准状况下)气体时， n(H2) VVm0.03 mol，已知 b 电极上的电
21、极反应式为 2H 2e =H2，则通过导线0.672 L22.4 Lmol 1的电子的物质的量为 0.06 mol，a 电极上的反应为 Zn2e =Zn2 ，则溶解的 Zn 的物质的量为 0.03 mol，则减少的 Zn 的质量为 65 gmol1 0.03 mol1.95 g。(3)如果将 a、b两电极的电极材料对调，则右边为锌，失电子作负极，左边为铜，作正极，氢离子得电子生成氢气，所以 U 形管中左端液面下降，右端液面上升。1(2018济南一中期中)化学能可与热能、电能等相互转化。下列表述不正确的是( )A有能量变化是化学反应的基本特征之一10B图所示的装置能将化学能转变为电能C图所示的反
22、应为放热反应D化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成答案 B解析 化学反应过程中，除了有新物质生成，一定伴随能量的变化，所以有能量变化是化学反应的基本特征之一，A 项正确；图所示的装置不能形成闭合回路，不能构成原电池，化学能不能转变为电能，B 项错误；根据图像知，反应物总能量大于生成物总能量，则该反应是放热反应，C 项正确；化学反应总是伴随着能量变化，断键需要吸收能量，成键放出能量，所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成，D 项正确。2(2018天一大联考三)已知反应 H2(g)I 2(g)2HI(g) 中，每生成 2molHI 时会有 akJ的能量放出，又知有关化学键
23、键能如下：下列说法正确的是( )A1molH 2的能量比 2molH 的能量高B将 0.5molH2与 1molI2(g)混合充分反应后放出的热量为 0.5akJCHI 键的键能为 0.5(a b c) kJmol1DHI HI 是吸热变化答案 C解析 断开化学键需要吸热，即 H2 HH 为吸热过程，则 1 mol H2的能量比 2 mol H 的能量低，故 A 项错误；根据题意，生成 2 mol HI 时会有 a kJ 的能量放出，将 0.5 mol H2与 1 mol I2(g)混合充分反应后生成的 HI 少于 0.5 mol，放出的热量少于 0.5a kJ，故 B 项错误；反应放出 的
24、热 量 放 出 的 热 量 吸 收 的 热 量 HI 键 的 键 能 2 b kJmol 1 c kJmol 1 a kJmol1 ，则 HI 键的键能为 0.5(a b c) kJmol1 ，故 C 项正确；HI HI 形成化学键是放热过程，故 D 项错误。3(2018阜阳期中)已知 H OH =H2O 生成 1molH2O 放出热量 57.3kJ，下列反应中符合该特点的是( )A1mol 稀硫酸与足量稀 NaOH 溶液反应B稀盐酸与氨水反应生成 1molH2OC稀盐酸与稀 Ba(OH)2溶液反应生成 1mol 水D稀 NaOH 与 95%浓硫酸反应生成 1mol 水答案 C解析 本题要明确
25、中和热的概念，中和热是指在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成 1 mol11水所放出的热量。强酸与强碱在稀溶液中反应生成 1 mol 水均放出 57.3 kJ 的热量。A 中放出热量应为 257.3 kJ；B 中放出热量(即中和热)应略小于 57.3 kJ，因弱酸、弱碱在水中电离要吸收一部分热量，故多数强酸与弱碱，弱酸与强碱的中和反应热值小于 57.3 kJmol1 ；D 中浓硫酸稀释要放热。4(2018宿迁期中)原电池装置中 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外电路的电流方向：X外电路YB若两电极分别为 Zn 和石墨棒，则 X
26、为石墨棒，Y 为 ZnC若两电极都是金属，则它们的活泼性为 XYDX 极上发生的是还原反应，Y 极上发生的是氧化反应答案 C解析 电流的方向是正电荷的移动方向，所以外电路的电流方向：Y外电路X，A 项错误；若两电极分别为 Zn 和碳棒，由于活动性：ZnC，则 X 为 Zn，Y 是碳棒，B 项错误；若两电极都是金属，根据原电池的构成条件，活动性强的失去电子，作负极，则它们的活动性：XY，C 项正确；X 极失去电子，发生氧化反应，Y 极上获得电子，发生的是还原反应，D 项错误。5(2018新疆建设兵团二中期中)电动自行车由于灵活、快捷、方便，已成为上班族的主要代步工具，其电源常采用铅蓄电池。反应原
27、理：Pb(s)PbO 2(s)2H 2SO4(aq)2PbSO4(s)2H 2O(l)。根据此反应判断下列叙述错误的是( ) 放 电 充 电A放电时负极反应：Pb(s)SO (aq)2e =PbSO4(s)24B充电时电能转化为化学能C放电时，电解液的密度增大D充电时，电解液的 pH 减小答案 C解析 根据总反应式可知放电时负极铅发生失去电子的氧化反应，反应为 Pb(s)SO (aq)2e =PbSO4(s)，A 项正确；充电时电能转化为化学能，B 项正确；放电时消24耗硫酸，生成难溶性硫酸铅和水，电解液的密度减小，C 项错误；充电时生成硫酸，氢离子浓度增大，电解液的 pH 减小，D 项正确。
28、6(2018哈六中期中)有关电化学知识的描述正确的是( )12ACaOH 2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B某原电池反应为 Cu2AgNO 3=Cu(NO3)22Ag，装置中一定是银作正极C因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极、铜作正极D理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池答案 D解析 所给反应不是氧化还原反应，没有电子转移，虽然为放热反应，但不能将该反应设计成原电池，A 项错误；根据所给反应，负极材料应该是 Cu，但正极材料可以用 Ag，也可以用碳棒等惰性电极，B
29、项错误；当铁和铜作为电极放入浓硝酸中时，铁因钝化瞬间停止反应，而铜可持续被浓硝酸溶解，所以铜是负极，C 项错误。7(2017江苏启东中学高一月考)下列四组原电池，其中放电后电解质溶液质量增加，且在正极有单质生成的是( )ACu、Ag、AgNO 3溶液 BZn、Cu、浓 H2SO4CFe、Zn、CuSO 4溶液 DFe、C、Fe 2(SO4)3溶液答案 C解析 电池反应式为 Cu2AgNO 3=Cu(NO3)22Ag，溶液质量减少，正极有单质 Ag 生成，A不符合题意；Zn 与浓硫酸反应没有单质生成，B 不符合题意；电池反应式为ZnCuSO 4=CuZnSO 4，溶液质量增加，正极有单质铜生成，
30、C 符合题意；电池反应式为Fe2Fe 3 =3Fe2 ，溶液质量增加，但正极没有单质生成，D 不符合题意。8某种燃料电池的工作原理示意图如图所示，a、b 均为惰性电极。(1)使用时，空气从_(填“A”或“B”)口通入。(2)假设使用的“燃料”是甲醇(CH 3OH)，总反应式为 2CH3OH4OH 3O 2=2CO 6H 2O，23则 A 口通入的气体为_(填名称)。(3)b 极反应式为_。(4)当电路中通过 0.3mol 电子时，消耗甲醇的质量为_g。答案 (1)B (2)甲醇 (3)O 24e 2H 2O=4OH (4)1.6解析 由电子流动方向可知 a 为负极，b 为正极，空气应从 B 口通入，甲醇从 A 口通入。13
