2024高考化学 基础知识综合复习 优化集训12 化学反应与能量变化.docx

1、优化集训12化学反应与能量变化一、选择题(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)1.下列关于化学反应中的能量转化描述正确的是()A.化学反应总伴随着能量变化B.吸热反应一定需要加热才能实现C.弱酸与强碱的中和反应是吸热反应D.放热反应的反应物化学键断裂时也会放出热量2.下列说法正确的是()A.吸热反应,形成生成物化学键释放的能量大于破坏反应物化学键吸收的能量B.吸热反应,反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量C.放热反应,在常温下一定能发生D.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量多3.“天问一号”火星探测器于2021年5月15日成功实现软着陆在火星表面,“天问一

2、号”火星探测器的发射过程中,推进剂的燃烧是将()A.化学能转化为热能B.动能转化为热能C.化学能转化为电能D.热能转化为化学能4.下列属于吸热反应的是()A.氨水与醋酸反应B.氢气与氯气在光照条件下发生反应C.灼热的木炭与二氧化碳反应D.镁条与盐酸反应5.下列关于能源问题的叙述错误的是()A.煤的液化和气化可以降低煤直接燃烧产生的污染,还能提高能量利用率B.汽油是不可再生资源,应杜绝使用C.开发氢能、核能、太阳能等新能源,是为了应对能源和环境危机D.玉米秸秆、高淀粉农作物可以综合利用获得酒精等清洁能源6.肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1 mol化学键

3、所需的能量:NN为942 kJ、OO为500 kJ、NN为154 kJ,则断裂1 mol NH所需的能量是()A.194 kJB.391 kJC.516 kJD.658 kJ7.根据能量变化示意图,下列说法正确的是()A.断开1 mol HCl(g)中的HCl需要吸收b kJ能量B.反应H2(g)+Cl2(g)2HCl(g),反应物的总能量小于生成物的总能量C.1 mol H2发生反应:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g),放出热量(b-a) kJD.2 mol HCl(l)分解成1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)需要吸收c kJ热量8.已知反应A+BC+D的能量变化如图所示。

4、下列说法正确的是()A.该反应是放热反应B.只有在加热条件下才能进行C.反应物的总能量高于生成物的总能量D.反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量9.下列关于能源利用的说法正确的是()A.氢分子被储氢材料吸收时变成氢原子,放出热量B.对城市废弃物进行处理后焚烧,利用产生的热量供暖和发电C.利用化石燃料不会带来环境污染问题D.将氢气作为燃料使用的优点之一是成本低10.下列关于原电池的叙述正确的是()A.原电池是将电能转变为化学能的装置B.原电池负极发生还原反应C.原电池在工作时其负极不断产生电子并经外电路流向正极D.原电池在工作时电解质溶液中电子从正极流向负极11.下列可以形成原

5、电池的是()12.如图是Zn、Cu和稀硫酸形成的原电池。下列结论正确的是()A.Cu为负极,Zn为正极B.反应一段时间后Zn质量减少,Cu质量增加C.溶液中SO42-向Cu极移动,H+向Zn极移动D.若有0.5 mol电子流经导线,则可产生0.25 mol气体13.实验室制取氢气最好的方法是()A.纯锌与稀硫酸反应B.纯锌与浓硫酸反应C.纯锌与稀盐酸反应D.粗锌(含少量铜)与稀硫酸反应14.机动车使用的铅酸蓄电池构造如图所示,其放电时电池反应的方程式为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。电池工作时,下列说法不正确的是()A.铅作负极,发生氧化反应B.铅酸蓄电池不属于二次电池C.

6、电子从铅电极经导线流向二氧化铅电极D.铅电极的电极反应为Pb-2e-+SO42-PbSO415.2019年诺贝尔化学奖授予三位对锂电池研究作出杰出贡献的科学家。一种锂-空气电池如图所示,当电池工作时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是()A.锂电极发生氧化反应B.多孔碳材料电极为负极C.电池工作时外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极D.正极的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-16.某科研小组提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系(如图)。下列说法不正确的是()A.燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能B.燃料电池中通入H2的一极作负

7、极,发生氧化反应C.在此循环中发生了反应:2H2O2H2+O2D.目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂二、非选择题17.碳与水蒸气发生反应生成CO和H2是吸热反应。如图是该反应发生的主要途径和三个状态的能量情况。请回答下列问题:C+H2OE1C+2H+OE2CO+H2E3(1)步骤1:(填“吸热”或“放热”,下同);步骤2:。(2)E1、E2、E3从大到小顺序:。18.氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上,其反应原理如图。请回答下列问题:(1)该电池中电极b是极,电极反应为。(2)外电路中电子由电极(填“a”或“b”,下同)通过导线流向电极。19.如何“变废为宝”一直是化学

8、工作者研究的课题。某硫酸厂攻关小组设计了如图所示的装置,拟将含SO2的尾气通过该装置,不仅制得H2SO4,还能获取一定的电能。请回答下列问题:(1)d口通入的是。(2)溶液中H+的迁移方向是。(3)催化剂a表面的电极反应为。20.将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。若该电池中两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47 g,试计算:(1)产生氢气的体积(标准状况)为 L。(2)通过导线的电量为 C。(已知电子电荷量为1.6010-19C)优化集训12化学反应与能量变化1.A解析 化学反应总伴随着能量变化;吸热反应不一定需要加热,如

9、Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应在常温下就可进行;中和反应都为放热反应;无论吸热反应还是放热反应,反应物化学键断裂时都需要吸收热量。故选A。2.B解析 形成生成物化学键释放的能量大于破坏反应物化学键吸收的能量,这样的反应是放热反应;反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,这样的反应是吸热反应;放热反应在常温下不一定能发生,很多需要达到一定的反应条件,如氢气在氯气中燃烧需要点燃条件;硫固体转化为硫蒸气需要吸热,等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,硫蒸气放出的热量多。故选B。3.A解析 推进剂的燃烧是将化学能转化为热能。故选A。4.C解析 “氨水与醋酸反应”“氢气与氯气在光照条件下发

10、生反应”“镁条与盐酸反应”均为放热反应,“灼热的木炭与二氧化碳反应”为吸热反应。故选C。5.B解析 汽油为不可再生资源,人类应该有计划地综合高效利用,不需要杜绝使用。故选B。6.B解析 根据图示能量变化关系可知,断裂1mol肼(H2NNH2)和1mol氧气中的化学键需要吸收的总能量为Q,Q=2752kJ-534kJ=2218kJ。1mol肼(H2NNH2)和1mol氧气中的化学键断裂时分别需要破坏1molNN、4molNH和1molOO,所以断裂1molNH所需的能量=14(2218-154-500)kJ=391kJ。故选B。7.C解析 根据能量变化示意图,断开1molHCl(g)中的HCl需

11、要吸收0.5bkJ能量;H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)属于放热反应,所以反应物的总能量大于生成物的总能量;断裂1molH2(g)和1molCl2(g)中的化学键共吸收akJ的能量,形成2molHCl(g)中的化学键共放出bkJ的能量,所以1molH2发生该反应时共放出热量(b-a)kJ;HCl(l)HCl(g)需要吸收热量,2molHCl(l)分解成1molH2(g)和1molCl2(g)需要吸收的热量大于ckJ。故选C。8.D解析 由图可知,该反应的反应物总能量低于生成物总能量,属于吸热反应,需要提供能量才能完成,但不一定是加热条件。9.B解析 氢分子变成氢原子,分子中化学键发生断裂

12、,需要吸收能量;化石燃料使用过程中往往会造成一定的环境污染;氢气的主要来源是水,由水制备氢气能耗大、成本高。故选B。10.C解析 原电池是将化学能转变为电能的装置;原电池负极失去电子发生氧化反应;原电池在工作时电解质溶液中依靠离子定向移动。故选C。11.A解析 B中电极材料都是锌,C中蔗糖是非电解质,D中未形成闭合回路。故选A。12.D解析 Zn、Cu和稀硫酸形成的原电池中,Zn为负极、Cu为正极;反应一段时间后,Zn部分溶解故质量减少、Cu上产生氢气故质量不变;原电池中,溶液中阴离子(SO42-)移向负极(Zn)、阳离子(H+)移向正极(Cu);根据电极反应2H+2e-H2,若有0.5mol

13、电子转移,则可产生0.25mol气体。故选D。13.D解析 纯锌与浓硫酸反应不能产生H2;纯锌与稀硫酸、稀盐酸反应产生H2,而含有铜的粗锌与稀硫酸反应时,由于形成原电池,生成氢气的速率增大。故选D。14.B解析 铅酸蓄电池是二次电池。故选B。15.A解析 锂-空气电池中,锂作负极,发生氧化反应;多孔碳材料作正极,O2在正极发生还原反应;电池工作时,电子从负极(锂电极)流向正极(多孔碳材料);因为是非水体系,所以电极反应中没有水参与。故选A。16.C解析 燃料电池能将化学能转化为电能。在该燃料电池中H2失去电子,发生氧化反应,作负极;O2得到电子,发生还原反应,作正极。题述循环过程中H2O分解为

14、H2和O2的条件是“光、催化剂”。推广氢能的关键是寻找合适的催化剂,利用太阳能分解水。故选C。17.答案 (1)吸热放热(2)E2E3E1解析 (1)破坏化学键要吸热,形成化学键要放热,所以步骤1要吸热,步骤2要放热。(2)由于该反应为吸热反应,则E3E1;步骤1要吸热,则E2E1;步骤2要放热,则E2E3。故E2E3E1。18.答案 (1)正O2+4H+4e-2H2O(2)ab解析 (1)氢氧燃料电池中,通入H2的电极为负极,失去电子,发生氧化反应;通入O2的电极为正极,得到电子,发生还原反应。(2)电子在外电路中由负极(a极)流向正极(b极)。19.答案 (1)O2(或空气)(2)ab(3

15、)SO2-2e-+2H2OSO42-+4H+解析 (1)根据电子的移动方向推知:a为负极,b为正极。因此c口通入含SO2的尾气,d口通入的是O2或空气。(2)由于电子通过外电路流向正极(b),则溶液中H+迁移方向为ab。(3)a为负极,发生的电极反应为SO2-2e-+2H2OSO42-+4H+。20.答案 (1)4.48(2)3.85104解析 根据得失电子守恒可得关系式:Zn2e-H265g2mol22.4L60g-47g=13gyxx=13g65g22.4L=4.48Ly=13g65g2mol=0.40mol通过导线的电量为0.40mol6.021023mol-11.6010-19C3.85104C。