第六章第一节 化学反应与能量变化-2023-2024学年高一化学同步举一反三系列（人教版2019必修第二册）（原卷版）

第一节化学反应与能量变化【题型1吸热反应放热反应】【题型2化学反应中能量变化的微观解释】【题型3能源的综合利用新能源】【题型4原电池及其工作原理】【题型5铅蓄电池】【题型6新型燃料电池】【题型1吸热反应放热反应】【例1】下列说法正确的是A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B．放热的反应在常温下一定很容易发生C．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率D．化学反应中伴随能量的变化，常以热能、电能或光能等形式表现出来【变式1】下列反应中，属于放热反应的是A．与NH4Cl混合搅拌 B．高温煅烧石灰石C．铝与盐酸反应 D．炭与水蒸气高温下反应【变式2】下列反应属于吸热反应的是A．生石灰溶于水 B．盐酸和氢氧化钠溶液反应C．镁在空气中燃烧 D．氢氧化钡和氯化铵晶体混合【变式3】下列属于放热反应的是A．钠和水反应 B．浓硫酸稀释C．碳和水蒸气反应 D．氯化铵晶体和氢氧化钡晶体反应【变式4】下列变化既是氧化还原反应，又符合如图所示能量变化的是A．盐酸与碳酸氢钠反应 B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应C．铝热反应 D．灼热的炭与CO2反应【题型2化学反应中能量变化的微观解释】【例2】某反应由两步反应A→B→C完成，它的反应能量变化曲线如图所示。下列叙述正确的是A．两步反应均为放热反应 B．A与C的能量差为E4-E1C．A→B的反应一定需要加热 D．三种物质中C最稳定【变式1】化学反应中能量变化的根本原因是A．反应温度的改变 B．化学键的断裂和形成C．分子间距离的变化 D．物质组成发生变化【变式2】下列说法正确的是A．化学反应中一定伴随着能量变化 B．有能量放出或吸收的变化一定是化学变化C．放热反应在常温下一定很容易发生 D．加热才能发生的反应一定是吸热反应【变式3】如图为N2（g）与O2（g）反应生成NO（g）过程中的能量变化，下列说法中正确的是A．1molN2（g）与1molO2（g）反应放出的能量为180kJB．常温下，N2（g）和O2（g）混合能直接生成NOC．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水D．1molN2（g）和1molO2（g）具有的总能量小于2molNO（g）具有的总能量【变式4】化学反应

的能量变化如图所示。下列说法正确的是A．升高反应温度，减小B．反应物的总能量小于生成物的C．断裂1mol键时需要吸收ykJ的能量D．

kJ⋅mol【题型3能源的综合利用新能源】【例3】2023年十四届全国人大一次政府工作报告会议中提出：“推动发展方式绿色转型…，持续打好蓝天、碧水、净土保卫战”。下列措施不能实现绿色转型的是A．取消自备燃煤锅炉，改用周边燃煤热电厂集中供热B．大力开发核能、氢能等新能源C．大力发展风力发电、水力发电、光伏发电、生物质能发电D．加大对茶叶、林业、水电、特色生物等产业的扶持力度【变式1】“碳中和”是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，然后通过植物造树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的排放量，CO2实现“零排放”。下列选项所述措施能促进实现“碳中和”的是①减少化石燃料使用

②发展CO2捕集技术

③燃煤中加入石灰石

④开发新的能源A．①②④ B．①②③ C．①③④ D．①②③【变式2】2022年北京冬奥会和冬残奥会通过科技助力“碳中和”，体现绿色环保理念。下列说法错误的是A．火炬“飞扬”采用氢能为燃料，体现“绿色低碳”的发展理念B．火炬“飞扬”外壳由有机高分子材料碳纤维制成C．奥运场馆使用的碲化镉发电玻璃，实现了太阳能向电能的转化D．冬奥会使用的餐具均由可降解聚乳酸生物新材料制成，能有效减少白色污染【变式3】下列有关新能源的说法不正确的是A．绿色植物通过光合作用，将光能转化为化学能B．风能、太阳能是清洁能源C．氢能还未进入实用阶段的主要原因是其燃烧所放热量低于相同质量的矿物燃料D．共享单车利用太阳能发电完成卫星定位，有利于节能环保【变式4】下列叙述不正确的是A．开发氢能、太阳能、风能、生物质能等新能源是践行低碳生活的有效途径B．火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程C．利用生物质能就是间接利用太阳能D．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能【题型4原电池及其工作原理】【例4】电子表所用的纽扣电池，两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，电池反应为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn（OH）2，示意图如图所示。下列判断正确的是A．锌为负极，被还原B．纽扣电池工作时，OH-移向C．纽扣电池工作时，电解质溶液的碱性增强D．每6.5g锌发生反应时，转移电子0.1NA【变式1】某原电池装置如图所示，下列说法正确的是A．Fe作负极 B．碳棒上有O2生成C．可将电能转化为化学能 D．电子从碳棒经导线流向Fe【变式2】原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。（1）现有如下两个反应：A．NaOH＋HCl=NaCl＋H2O；B．Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。判断上述两个反应中能设计成原电池的是（填“A”或“B”）。（2）将纯锌片和纯铜片按图中方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：①下列说法正确的是。A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置B．乙中铜片上没有明显变化C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少D．两烧杯中溶液的pH均增大②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲乙（填“>”“<”或“=”）。③请写出图中构成原电池的负极电极反应式：。④当乙中产生1.12L（标准状况）气体时，将锌、铜片取出，再将烧杯中的溶液稀释至1L，测得溶液中c（H＋）=0.1mol/L，试确定原稀硫酸的物质的量浓度为。【题型5铅蓄电池】【例5】下列有关化学电源的说法正确的是A．汽车用铅酸蓄电池属于一次电池B．锌锰干电池石墨棒作负极，锌筒作正极C．电池放电时发生氧化还原反应D．二次电池放电时是电能转化为化学能【变式1】常见锌锰干电池的构造如下图所示，该电池放电时的电池总反应方程式为：Zn+2MnO2+2=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O，下列说法错误的是

A．该电池属于一次电池B．电池正极反应式为：2MnO2＋2＋2e－=Mn2O3＋2NH3＋H2OC．电池工作时，电子从锌筒经糊流向石墨棒D．外电路中每通过0.1mol电子，锌的质量理论上减小3.25g【变式2】化学电源在生活中有广泛的应用，各种电池的示意图如图，下列有关说法正确的是

A．甲：电流由锌片经导线流向铜片B．乙：锌为电池的正极C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，使用一段时间锌筒会变薄D．丁：该电池是一种一次电池【变式3】化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是

A．图甲：通入O2的一极为正极B．图乙：锌锰干电池属于一次电池C．图乙：在使用锌锰干电池的过程中，MnO2被氧化D．图丙：正极的电极反应式为【题型6新型燃料电池】【例6】由NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，下列有关说法正确的是A．石墨Ⅰ极为正极，石墨Ⅱ极为负极B．Y的化学式为N2O5C．石墨Ⅰ极的电极反应式为2NO2-2e-+H2O=N2O5+2H+D．石墨Ⅱ极上发生氧化反应【变式1】有科学家研究用姜黄素（姜黄中的物质）和金纳米粒子结合制造出新型纳米复合材料作为电极A的材料，得到更安全、更高效的乙醇燃料电池。下列说法不正确的是

A．石墨电极为正极，发生还原反应B．电极A的电极反应：C．加入可使电池持续大电流放电D．放电时，阳离子向电极A移动【变式2】2020年第七十五届联合国大会上，中国向世界郑重承诺在2030年前实现碳达峰，在2060年前实现碳中和。大力发展绿色能源、清洁能源是实现碳中和的最有效方法。（1）原电池反应能够提供电能而不产生CO2气体，下图是某原电池装置图。Zn棒是原电池的极，发生（填“氧化”或“还原”）反应。Cu棒，上发生的电极反应是。③溶液中H+向（填“Zn”或“Cu”）电极定向移动。（2）将上述装置中电解质稀H2SO4换为足量AgNO3溶液，灯泡也变亮，电流表指针偏转，无色溶液颜色没有变化。①原电池的负极是（填“Zn”或“Cu”），正极的电极反应是。②若更换电解质时称量两个电极，质量恰好相等，放电一段时间后再称量两个电极，发现质量相差2.81g，则导线上通过的n（e-）=mol。（3）碱性锌锰电池是日常生活中常用电池，原电池反应是:Zn+2MnO2+2H2O=Zn（OH）2+2MnOOH。该原电池电解质是KOH溶液，写出正极的电极反应。【变式3】科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如图：

请回答下列问题：（1）Pt（a）电极是电池的极，电极反应式为；Pt（b）电极发生（填“氧化”或“还原”）反应，电极反应式为。（2）电池的总反应方程式为。（3）如果该电池工作时电路中通过2mol电子，则消耗的CH3OH有