第六章 化学反应与能量 阶段重点突破练(三)
一、吸热反应和放热反应的判断
1．(2022·河南商丘第一高级中学高一检测)下列各组变化中，前者属于吸热反应，后者属于放热反应的是( )
A．生石灰与水反应；醋酸与氢氧化钠反应
B．煅烧石灰石；碳酸氢钠与盐酸反应
C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；钠与水反应
D．甲烷的燃烧；过氧化氢的分解
2．“长征三号乙”运载火箭使用偏二甲肼(C2H8N2)和液态四氧化二氮作推进剂，发生反应：C2H8N2＋2N2O4===3N2↑＋2CO2↑＋4H2O，下列说法正确的是( )
A．断裂C2H8N2和N2O4中的化学键时放出能量
B．C2H8N2具有的能量高于N2具有的能量
C．反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量
D．该反应中，C2H8N2作氧化剂
3．(2022·安徽马鞍山高一期末)金刚石和石墨都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石并需要吸收能量。已知12 g石墨或金刚石完全燃烧时放出的热量依次为Q1和Q2，下列说法正确的是( )
A．Q2
C．等物质的量的石墨与金刚石，石墨具有的能量比金刚石高
D．质量相等的石墨与金刚石完全燃烧，生成的二氧化碳一样多
二、吸热反应和放热反应的计算
4．(2023·南京高一检测)碳燃烧过程中的能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A．1 mol C(s)和 mol O2(g)反应生成1 mol CO(g)放出110.5 kJ热量
B．1 mol CO2(g)反应生成1 mol C(s)和1 mol O2(g)放出393.5 kJ热量
C．1 mol C(s)与 mol O2(g)的总能量小于1 mol CO(g)的总能量
D．碳燃烧时化学能全部转化为热能
5．(2023·福建德化第一中学高一质检)常温下，根据键能数据估算CH4＋4F2===CF4＋4HF的反应热量变化是( )
化学键 C—H C—F H—F F—F
键能/(kJ·mol－1) 414 489 565 155
A.放出1 940 kJ·mol－1
B．吸收1 940 kJ·mol－1
C．放出485 kJ·mol－1
D．吸收485 kJ·mol－1
答案 A
6．H2与O2、F2均能发生反应，如图为H2与F2发生反应生成HF过程中的能量变化示意图。请回答下列问题：
(1)完成转化Ⅰ、Ⅱ需要________(填“吸收”或“放出”，下同)能量，完成转化Ⅲ需要________能量。
(2)H2和F2反应的能量变化图可用__________(填“A”或“B”)表示。
(3)H2在O2中燃烧的过程主要是________能转化为________能的过程。
三、原电池的工作原理和应用
7．如图所示装置中，观察到电流表指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是( )
选项 M N P
A 锌 铜 稀硫酸
B 铜 铁 稀盐酸
C 银 锌 硝酸银溶液
D 锌 铁 硝酸铁溶液
8．X、Y、Z、W四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如图所示：
则四种金属的活动性由强到弱的顺序为( )
A．Z＞Y＞X＞W B．Z＞X＞Y＞W
C．Z＞Y＞W＞X D．Y＞Z＞X＞W
9．我们在课堂上学习和接触过许多有趣的电池，关于下列电池的说法不正确的是( )
A．苹果中含有苹果酸，图1中铁片是负极
B．图2中由于空气中的O2在Cu片表面得电子，导致滤纸片中的Cl－向铜片移动
C．图3酸性锌锰干电池中锌筒作负极不断被消耗，用久有漏液风险
D．图4电池电流从镁电极流向铝电极
10．中科院科学家设计出一套利用SO2和太阳能综合制氢的方案，其基本工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．该电化学装置中，Pt电极作正极
B．Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势
C．电子流向：Pt电极→导线→BiVO4电极→电解质溶液→Pt电极
D．BiVO4电极上的电极反应式为SO－2e－＋2OH－===SO＋H2O
四、化学电池和电极反应式书写
11．已知某锂电池的总反应为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑，下列说法正确的是( )
A．该电池组装时，必须在无水无氧的条件下进行
B．Li电极作电池的负极，发生还原反应
C．工作时，电子从负极经电解质溶液流向正极
D．电池工作时每生成22.4 L SO2，转移4 mol电子
12．(2023·苏州高一检测)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解质溶液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na??2Na2CO3＋C。下列说法错误的是( )
A．放电时，ClO向负极移动
B．电子从Na极经导线到Ni极，再经电解质溶液回到Na极
C．放电时，正极反应为3CO2＋4e－===2CO＋C
D．放电时，Na极发生氧化反应
13．(2023·深圳高一校联考期中)科学家设计了一种以石墨为电极、稀硫酸为电解质溶液处理废气SO2的电池，其工作原理如图所示，下列说法正确的是( )
A．电子由电极a流向电极b
B．一段时间后，电解质溶液的pH减小
C．理论上每消耗22.4 L O2，可产生196 g H2SO4
D．电极b的电极反应式：SO2－2e－＋4OH－===SO＋2H2O
14．通过传感器可以监测空气中甲醛含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理如图所示，下列说法错误的是( )
A．a为电池的正极，发生还原反应
B．b极的电极反应为HCHO＋H2O－4e－===CO2＋4H＋
C．传感器工作过程中，电解质溶液中硫酸的浓度减小
D．当电路中转移2×10－4 mol电子时，传感器内参加反应的HCHO为3.0 mg
15．电池是人类生产和生活中重要的能量来源，电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。
(1)依据NaOH与HCl的反应原理设计原电池，你认为是否可行？__________(填“是”或“否”)，理由是_________________________________________________________________。
(2)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH作电解质。负极反应式为__________________________________________________________，
正极反应式为___________________________________________________________________。
(3)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。请回答下列问题：
①电池的负极材料为____________________。
②电池正极发生的电极反应为_____________________________________________________。
阶段重点突破练(三)
1．C 2.C 3.D 4.A 5.A
6．(1)吸收 放出 (2)A (3)化学 热
7．C 8.A
9．B [图1苹果中的苹果酸是电解质，该装置为原电池，铁片活泼性强，作负极，A正确；图2装置构成原电池，其中电解质为饱和食盐水，铁片活泼性强，作负极，铜片作正极，正极为氧气得电子，氯离子移向负极，即向着铁片移动，B错误；图3的酸性锌锰干电池中锌筒作负极，失去电子被消耗，用久有漏液风险，C正确；图4电池中，铝在氢氧化钠溶液中的活泼性强于镁，故铝作负极，镁作正极，电流从镁电极流向铝电极，D正确。]
10．C [A项，该装置为原电池，由Pt电极上的反应：H2O→H2可知，Pt电极上发生还原反应，Pt电极为正极，正确；B项，Pt电极为正极，BiVO4电极为负极，所以Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势，正确；C项，电子从BiVO4电极(负极)经导线流向Pt电极(正极)，且不能进入溶液，错误；D项，BiVO4电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为SO－2e－＋2OH－===SO＋H2O，正确。]
11．A [由于Li和SOCl2都易与水反应，且Li易被氧气氧化，则该电池组装时，必须在无水无氧的条件下进行，故A正确；Li电极作电池的负极，发生氧化反应，故B错误；工作时，电子不能经过电解质溶液，故C错误；状况未知，无法由体积求物质的量，故D错误。]
12．B [原电池中，阴离子在电解质溶液中向负极迁移，A正确；电子只在导线中运动，离子在溶液中迁移，形成闭合回路，B错误；放电时，CO2在正极得电子被还原，电极反应式为3CO2＋4e－===2CO＋C，C正确；放电时，Na作为负极失电子被氧化，发生氧化反应，D正确。]
13．B [以石墨为电极、稀硫酸为电解质溶液处理废气SO2的电池，SO2发生氧化反应，故电极b为负极，a为正极。电子由负极b流向正极a，故A错误；电池总反应为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，则一段时间后，电解质溶液的pH减小，故B正确；未说明是否在标准状况下，无法计算氧气的物质的量，故C错误；溶液为酸性，故电极b的电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋，故D错误。]
14．D
15．(1)否 NaOH与HCl的反应不是氧化还原反应
(2)N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－
(3)①锂 ②2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑
解析 (1)设计成原电池的反应需为氧化还原反应，而NaOH与HCl的反应不是氧化还原反应，故不可行。(2)燃料电池中，通入燃料的电极通常为负极，通入氧气的一极为正极，则通入液体燃料肼(N2H4)的一极为负极，负极发生氧化反应，由图可知负极上有N2生成，电极反应式为N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O；通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。(3)①从电池反应4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑可以看出，Li元素由0价升高到＋1价，所以电池的负极材料为Li。②SOCl2中的S元素显＋4价，产物中S元素为0价，所以一部分SOCl2中的S元素得电子生成S，一部分SOCl2生成SO2，同时氯元素转化为Cl－，电池正极发生的电极反应为2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑。
