专题02 化学变化中的能量变化-高一化学下学期期中期末考点大串讲(沪科版2020)(解析版)

专题02化学变化中的能量变化
吸热反应和放热反应
1．反应的热效应：化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化。

反应时所放出或吸收的热量，叫做反应的热效应。

2．放热反应：化学中把有热量放出的化学反应叫做放热反应。

3．吸热反应：把吸收热量的化学反应叫做吸热反应。

4．吸热反应与放热反应的区别：
(1)中学化学中，热量的单位常用焦(J)。

放出热量的反应，反应式右边用“△H”<0表示；吸收热量的反应，在反应式右边用△H<0表示。

(2)放热反应发生后，只要不断补充反应物，反应能持续进行下去；而吸热反应只补充反应物，不维持反应条件，反应就会停下来。

因此，当反应开始后，放热反应能自发地进行下去，而吸热反应不能自发地进行下去。

因此，吸热反应是热能转化为物质内部的能量而储存起来的过程，放热反应为物质内部的能量部分转化为热能而释放出来的过程。

吸热放热与化学键的断裂与生成
从本质上讲，化学反应中一方面旧的分子破坏，分裂成原子或原子团；另一方面这些原子或原子团再重新组合，形成新的分子。

所以，化学反应是旧的化学键不断地断裂，新的化学键不断地形成的过程。

由于化学键是原子间强烈的相互作用，分子在破坏的过程中，断裂化学键需要吸收能量。

与之相反，原子或原子团在形成新的化学键而结合成新的分子的过程中会
释放出能量。

如果反应中断键吸收的能量大于成键释放的能量，则该反应为吸热反应；如果反应中断键吸收的能量小于成键释放的能量，则该反应为、放热反应。

由于断键需要吸收能量，所以许多反应需要一个初始条件才能引发，比如光照、加热、点燃、电火花等，其作用都是提供一定的能量。

许多放热反应一经引发后，原子或原子团在成键时释放出的热量足以供给其反应物在断键时需要吸收的能量，反应可以一直持续到反应物耗尽为止。

面有些反应却始终需要外界提供能量以供给其反应物断键所需要的能量，当环境所提供的热量或光照等不能满足其能量需要时，则需要采取加热等措施额外地给予能量补充，否则反应不能继续进行。

综上所述，化学反应的条件与化学反应过程中的热效应无关。

5．常见的放热反应与吸热反应
(1)常见的放热反应：炭的燃烧，氢气和氧气的化合反应，中和反应。

(2)常见的吸热反应：碳酸钙的分解、红热的碳与二氧化碳反应生成一氧化碳。

化学能与电能的转化
1．化学电源的定义及其分类：
化学能可以转变为热量，还可以转变为其他形式的能量。

把化学能转变为电能的装置，我们称为原化学电源，习惯上称为原电池。

化学电源大体上可分为电池、蓄电池和燃料电池三大类。

常见的干电池(中性锌、二氧化锰电池)就是一种原电池。

2．构成原电池的条件：
要形成原电池必须同时满足(1)、(2)、(3)三个条件：
（1）能自动发生氧化一还原反应；（2）活泼性不同的两种导体做电极；（3）电解质溶液（能导电的溶液），形成闭合回路
3．Cu—Zn原电池：
二、疑难解析
●为什么原电池的总反应一定是氧化还原反应？
原电池是产生电流的装置，产生电流必然有电子转移，而只有氧化还原反应中才有电子转移。

原电池反应是让氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行，通过电子转移形成电流，从而把化学能转化为电能。

●判断原电池正、负极的方法
原电池的两个电极一般是活泼性不同的两种金属或一种金属与一种能导电的非金属构成。

判断原电池的正负极有多种方法：
若从电极材料来判断，活泼的金属一般作负极，不活泼的金属或能导电的非金属材料构成的电极一般作正极；
若从反应的类型来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极；若从质量变化的情况来判断，质量减轻的一极一般是负极；
若从电子的得失及电流的方向来判断，电子流出的一极是负极，电子流入的一极是正极。

1．
（2023春·广东佛山·高一罗定邦中学校考阶段练习）美国加州Miramar 海军航空站安装了一台250kW 的MCFC 型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600～700℃，所用燃料为2H ，电解质为熔融的23K CO 。

该电池的总反应为22H 22O O =2H +，负极反应为
22322H CO 2e H O =CO -
-+-+，则下列推断中正确的是A ．正极反应：224OH 4e 2H O+O --
-↑
=B ．放电时23CO -
向负极移动
C ．放电时电子沿导线向负极移动
D ．当电池生成1mol 2H O 时，转移4mol 电子【答案】B
【解析】A ．在燃料电池中，O 2在正极上得到电子被还原产生23CO -
，电极反应式为：
O 2+4e -+2CO 2=223CO -
，A 错误；
B ．根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，在电池放电时23CO -
向正电荷较多的
负极移动，B 正确；
C ．放电时电子由负极沿导线向正极移动，C 错误；
D ．根据总反应方程式2H 2+O 2=2H 2O 可知：当有2mol H 2反应(即有2mol H 2O 生成)时转移4mol 电子，则当电池生成1mol H 2O 时，转移2mol 电子，D 错误；
故选B 。

2．
（2023春·河南洛阳·高二洛宁县第一高级中学校联考阶段练习）根据反应3222FeCl Cu 2FeCl CuCl +=+设计如图所示的原电池，下列选项中的组合正确的是
选项电极M 电极N X Y
A 锌片铜片3FeCl 溶液2CuCl 溶液
B 铜片石墨2CuCl 溶液3FeCl 溶液
C 石墨铜片3FeCl 溶液2CuCl 溶液D
石墨
铜片
2
CuCl 溶液
3
FeCl 溶液
A ．A
B ．B
C ．C
D ．D
【答案】C
【解析】由图中电子移动方向可知，电极N 为负极，则N 极材料的活泼性比M 极的强，排除选项A 、B ；3FeCl 在反应中得到电子，正极区的X 为3FeCl 溶液，负极区的Y 为2CuCl 溶液，选项C 符合题意；答案选C 。

3．（2022春·上海徐汇·高一上海市南洋模范中学校考阶段练习）已知：H―H 键能为436kJ/mol ，N―H 键能为391kJ/mol ，根据热化学方程式：N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g)△
H=-92.4kJ/mol 。

则N≡N 的键能为A ．431kJ/mol B ．945.6kJ/mol
C ．649kJ/mol
D ．876kJ/mol
【答案】B
【解析】ΔH=反应物总键能—生成物总键能=
()E N≡N +3436kJ/mol-23391kJ/mol=-92.4kJ/mol ⨯⨯⨯，解得()E N≡N =945.6kJ/mol ，故答
案选B 。

4．（2021秋·陕西延安·高二校考阶段练习）已知H-H 键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为436kJ·mol -1，H-N 键键能为391kJ·mol -1，根据热化学方程式：N 2(g)＋3H 2(g) 2NH 3(g)
ΔH =-92.4kJ·mol -1。

则N≡N 键的键能是A ．431kJ·mol -1B ．945.6kJ·mol -1C ．649kJ·mol -1D ．896kJ·mol -1
【答案】B
【解析】设氮氮叁键的键能为x ，根据ΔH =反应物的键能总和－生成物的键能总和，即x+3×436kJ·mol -1-2×3×391kJ·mol -1=-92.4kJ·mol -1，解得x=945.6kJ·mol －
1，故合理选项是B 。

5．
（2022春·辽宁·高一校联考阶段练习）已知H 2(g)+Cl 2(g)=2HCl(g)△H =-183kJ·mol -1，H 2的键能为436kJ·mol -1，HCl 的键能为431kJ·mol -1，则Cl 2的键能为A ．178kJ·mol -1B ．234kJ·mol -1C ．243kJ·mol -1D ．609kJ·mol -1【答案】C
【解析】设Cl—Cl 键的键能为x kJ/mol ，由△H=反应物的键能-生成物的键能=(x+436)-2×431=-183，x=243，则Cl—Cl 键的键能为243kJ•mol -1，故答案选C 。

6．（2020春·黑龙江绥化·高二校考阶段练习）已知H-H 键键能为436kJ/mol,H-N 键键能为
391kJ/mol,根据化学方程式:N 2+3H 2 催化剂
高温高压
2NH 3,反应1mol N 2时放出92.4kJ 的热量,则N≡N 键键能是（）A ．431kJ/mol B ．945.6kJ/mol
C ．649kJ/mol
D ．869kJ/mol
【答案】B
【解析】设N≡N 键键能为x ，则
H x 436kJ /mol 3391kJ /mol 692.4kJ /mol x 945.6KJ /mol =+⨯-⨯=-= ，，故答案为：B 。

7．（2021秋·云南昆明·高二昆明八中校考期中）已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：共价键H-H H-O 键能/(kJ·mol -1)436
463
热化学方程式
2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(g)ΔH=-482kJ·mol -1
则O=O 的键能为A ．1462kJ·mol -1
B ．8kJ·mol -1
C ．498kJ·mol -1
D ．536kJ·mol -1
【答案】C
【分析】根据ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算。

【解析】反应的ΔH=2(H-H)+(O=O)-4(H-O)，-482kJ/mol=2×436kJ/mol+(O=O)-4×463kJ/mol ，解得O=O 键的键能为498kJ/mol 。

故选C 。

8．
（2020秋·陕西宝鸡·高二统考期中）已知：2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(l)，ΔH =－572kJ/mol ；H-H 键的键能为436kJ/mol ；O=O 键的键能为498kJ/mol ，则H 2O 分子中O-H 键的键能为()
A ．485.5kJ/mol
B ．610kJ/mol
C ．917kJ/mol
D ．1220kJ/mol
【答案】A
【解析】设H 2O 分子中O-H 键的键能为x ，则可建立如下等量关系式：
2mol ×436kJ/mol+1mol ×498kJ/mol-4mol ∙x =-572kJ ，从而求出x =485.5kJ/mol ，故选A 。

9．（2021秋·黑龙江哈尔滨·高二哈尔滨市第六中学校校考阶段练习）已知：①N 4分子的结构式如图所示；②N—N 键的键能为167kJ·mol -1，N≡N 键的键能为942kJ·mol -1；③N 2(g)+3H 2(g) 2NH 3(g)△H=-92.2kJ·mol -1。

则反应N 4(g)+6H 2(g)=4NH 3(g)的△H 为
A ．-1066.4kJ·mol -1
B ．+1066.4kJ·mol -1
C ．+697.6kJ·mol -1
D ．-697.6kJ·mol -1
【答案】A
【解析】依题意可知，④()()42N g 2N g △H=16769422882⨯-⨯=-kJ·mol -1，根据盖斯定律判断，N 4(g)+6H 2(g)=4NH 3(g)，可由反应“③×2+④”得到，故其△H=(-92.2kJ·mol -1)×2+(-1kJ -82mol 8⋅)=-1066.4kJ·mol -1，答案选A 。

10．（2023春·浙江·高一校联考阶段练习）如图是金属镁和卤素单质X 2反应的能量变化示意图。

下列说法正确的是
A ．由MgCl 2制取Mg 是放热过程
B ．热稳定性：MgI 2>MgBr 2>MgCl 2>MgF 2
C ．金属镁和卤素单质X 2的反应都是放热反应
D ．由图可知，此温度下MgI 2(s)所含化学键的键能最大【答案】C
【解析】A ．由图像可知，MgCl 2的能量低于Mg 和Cl 2的能量之和，则由MgCl 2制取Mg 是吸热过程，A 错误；
B ．物质的能量越低越稳定，结合图示可知，热稳定性：2222MgI MgBr MgCl MgF <<<，B 错误；
C ．图像表明，金属与卤素单质的能量之和高于生成物的能量，所以金属镁和卤素单质（X 2）的反应都是放热反应，C 正确；
D ．
卤素单质越活泼，与同一金属反应时放热越多，对应产物的键能越大，则此温度下MgF 2(s)所含化学键的键能最大，D 错误；答案选C 。

11．（2022春·浙江湖州·高一吴兴高级中学校考阶段练习）下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是A ．碳酸氢钠溶于水B ．Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 反应C ．灼热的炭与CO 2反应D ．甲烷在O 2中的燃烧反应
【答案】C
【解析】A ．碳酸氢钠溶于水会发生水解反应--
3223HCO +H O H CO +OH ，为吸热反应，反应前后无化合价变化，不是氧化还原反应，A 错误；
B ．Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 反应为吸热反应，生成BaCl 2和NH 3·H 2O ，反应前后无化合价变化，不是氧化还原反应，B 错误；
C ．灼热的炭与CO 2反应为吸热反应，C 还原CO 2生成CO ，反应前后化合价发生变化，属于氧化还原反应，C 正确；
D ．甲烷在O 2中的燃烧反应为放热反应，生成CO 2和H 2O ，反应前后化合价发生变化，属于氧化还原反应，D 错误；故选C 。

12．
（2022秋·四川成都·高二成都外国语学校校考阶段练习）下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是A ．灼热的碳与CO 2的反应B ．锌与稀硫酸反应C ．Ba(OH)2•8H 2O 与NH 4Cl 的反应D ．铝热反应
【答案】A
【解析】A ．灼热的碳与CO 2反应产生CO ，反应前后元素化合价发生了变化，因此该反应属于氧化还原反应；反应发生吸收热量，因此该反应又属于吸热反应，A 符合题意；B ．锌与稀硫酸发生置换反应产生ZnSO 4、H 2，反应前后元素化合价发生了变化，因此该反应属于氧化还原反应；反应发生放出热量，因此该反应又属于放热反应，B 不符合题意；C ．Ba(OH)2•8H 2O 与NH 4Cl 发生复分解反应产生BaCl 2、NH 3∙H 2O ，反应过程中元素化合价不变，因此不属于氧化还原反应，C 不符合题意；
D ．铝热反应是金属间的置换反应，反应前后元素化合价发生了变化，因此该反应属于氧化还原反应；反应发生放出热量，因此该反应又属于放热反应，D 不符合题意；故合理选项是A 。

13．（2020秋·河北石家庄·高二石家庄市第十七中学校考期中）下列反应属于吸热反应的是A ．酸碱中和反应B ．金属的氧化
C ．甲烷的燃烧反应
D ．Ba(OH)2∙8H 2O 与
NH 4Cl 的反应【答案】D
【解析】A ．酸碱中和反应属于放热反应，故A 不符合题意；B ．金属的氧化属于放热反应，故B 不符合题意；C ．甲烷的燃烧反应属于放热反应，故C 不符合题意；
D ．Ba(OH)2∙8H 2O 与NH 4Cl 的反应属于吸热反应，故D 符合题意；答案选D 。

14．（2021秋·北京东城·高三北京市第二十二中学校考期中）下列属于吸热反应的是A ．氧化钙与水反应B ．铁丝在氧气中燃烧
C ．NaOH 溶液与盐酸反应
D ．Ba(OH)2·8H2O 晶体与NH4Cl 晶体反应
【答案】D
【解析】A.氧化钙与水反应是放热反应；B.铁丝在氧气中燃烧是放热反应；C.NaOH 溶液与盐酸反应是放热反应；
D.Ba(OH)2·8H 2O 晶体与NH 4Cl 晶体反应是吸热反应。

本题选D 。

【点睛】解答本题的关键是熟记常见的吸热反应和放热反应，常见的放热反应：①大多数化合反应，②所有的燃烧反应，③酸碱中和反应，④金属与酸反应放出H 2，⑤物质的缓慢氧化等；常见的吸热反应：①大多数分解反应，②盐类的水解反应，③Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 的反应，④C 和CO 2、C 和H 2O(g)的反应等。

15．（2022春·浙江湖州·高一湖州中学校考阶段练习）根据能量变化示意图，下列说法正确的是
A ．断开()2mol HCl l 中的H—Cl 键需要吸收的能量小于b kJ
B ．反应()()()22H g Cl g 2HCl g +=，反应物的总能量小于生成物的总能量
C ．a b
D ．2mol HCl 分解成21mol H 和21mol Cl 需要吸收c kJ 热量【答案】C
【解析】A ．如图所示，2mol H(g)和2mol Cl(g)形成2mol HCl(g)释放b kJ 的能量，则2mol H(g)和2mol Cl(g)形成2mol HCl(l)释放的能量大于b kJ ，所以断开2mol HCl(l)中的H-Cl 键需要吸收的能量大于b kJ ，A 错误；
B ．反应H 2(g)+Cl 2(g)=2HCl(g)是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，B 错误；
C ．该反应中，断裂1mol H 2(g)和1mol Cl 2(g)中的化学键吸收能量为a kJ ，2mol H(g)和2mol Cl(g)形成2mol HCl(g)中的化学键放出b kJ 的能量，由于该反应是放热反应，所以吸收的能量小于放出的能量，即a ＜b ，C 正确；
D ．如图所示，1mol H 2(g)和1mol Cl 2(g)化合成2mol HCl(g)放出c kJ 热量，则2mol HCl(g)分解成1mol H 2(g)和1mol Cl 2(g)需要吸收c kJ 热量；涉及热量变化的说法中，需要指明各物质的状态，D 错误；故选C 。

16．（2022春·浙江湖州·高一湖州中学校考阶段练习）已知某化学反应
A 2(g)+2
B 2(g)=2AB 2(g)(A 2、B 2、AB 2的结构式分别为A=A 、B—B 、B—A—B)，反应过程中的能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是
A ．该反应的进行一定需要加热或点燃
B ．该反应若生成2molAB 2(g)，则放出的热量为(E 1-E 2)kJ
C ．该反应断开化学键消耗的总能量大于形成化学键释放的总能量
D ．生成2molB—A 键放出
E 2kJ 能量【答案】C
【解析】A ．根据图象可知，反应物能量之和小于生成物的能量之和，该反应是吸热反应，吸热反应不一定都要加热，例如氢氧化钡和氯化铵在常温下就反应，A 错误；
B ．根据图象可知，该反应是吸热反应，生成2mol AB 2(g)则吸收的热量为(E 1-E 2)kJ ，B 错误；
C ．如图象所示，该反应断开化学键消耗的总能量大于形成化学键释放的总能量，C 正确；
D ．生成2mol AB 2放出
E 2kJ 能量，2mol AB 2中有4mol B-A 键，则生成4mol B-A 键放出E 2kJ 能量，D 错误；故选C 。

17．（2022春·浙江金华·高一浙江金华第一中学校考期中）已知223Δ
2SO +O 2SO 催化剂为放热反应，对该反应的下列说法正确的是A ．2O 的能量一定高于3SO 的能量
B ．2SO 和2O 的总能量一定高于3SO 的总能量
C ．2SO 的能量一定高于3SO 的能量
D ．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生【答案】B
【解析】A ．放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，2O 的能量不一定高于3SO 的能量，故A 错误；
B ．放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，所以2SO 和2O 的总能量一定高于3SO 的总能量，故B 正确；
C ．放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，2SO 的能量不一定高于3SO 的能量，故C 错误；
D ．反应是否为放热反应，与反应条件无关，放热反应，可能需要加热才能发生，故D 错误；故选B 。

18．（2022春·北京海淀·高一首都师范大学附属中学校考期末）以下金属冶炼方法不正确．．．的是
A ．2323Fe O +2Al
2Fe+Al O 高温
B ．32
2AlCl ()
2Al+3Cl 通直流电熔融冰晶石
C ．232
Fe O +3CO 2Fe+3CO 高温
D ．2Δ
2HgO 2Hg+O
2222燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。

电池放电时，下列说法不正确．．．
的是
A ．电极Ⅰ为负极
B ．电极Ⅱ的反应式为：222H O 2e 2H 2H O
-+++=C ．电池总反应为：22222H O O 2H O
=↑+D ．该电池的设计利用了22H O 在酸碱性不同条件下氧化性、还原性的差异【答案】C
【分析】由K +向电极Ⅱ所在区域迁移可知，电极Ⅱ为正极发生还原反应，电极Ⅰ为负极发生氧
化反应；正极电极反应式：222H O 2e 2H 2H O -+++=，负极电极反应式：
-222-2H O -2e +2OH =O +2H O ↑。

【解析】A ．电极Ⅰ为负极，A 正确；
B ．电极Ⅱ为正极发生还原反应：222H O 2e 2H 2H O -+++=，B 正确；
C ．两极酸碱度不一样，氢离子和氢氧根离子不能电池总反应为：
+-22222H O +2H +2OH O 4H O =↑+，C 错误；
D ．该电池的设计利用了22H O 在酸碱性不同条件下氧化性、还原性的差异，D 正确；故选C 。

20．
（2022秋·北京西城·高二北京四中校考期中）下列化学反应中可以设计为原电池的是
A ．43
322NH HCO NH +H O+CO ∆↑↑B ．22CaO+H O=Ca(OH)C ．4224
CuSO +Na S=CuS +Na SO ↓D ．()332
Cu+2AgNO =2Ag+Cu NO
述中，不正确．．．
的是
A ．电子由Zn 片通过导线流向Cu 片
B ．一段时间后，溶液的pH 减小
C ．将Zn 片换成Fe 片，电路中电流方向不变
D ．将稀硫酸换成柠檬汁，导线中也会有电子移动
【答案】B
【分析】Zn 的金属活动性比Cu 强，则Zn 作负极，Cu 作正极。

【解析】A ．电子由负极沿导线流入正极，则由Zn 片通过导线流向Cu 片，A 正确；
B ．在正极，2H ++2e -=H 2↑，则一段时间后，溶液的pH 增大，B 不正确；
C ．将Zn 片换成Fe 片，则Fe 片仍为负极，所以电路中电流方向不变，C 正确；
D ．将稀硫酸换成柠檬汁，仍可构成原电池，导线中也会有电子移动，D 正确；
故选B 。

22．（2022春·北京海淀·高一清华附中校考期末）银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag 2O 和Zn ，电解质溶液为KOH 溶液，总反应式为
Ag 2O+Zn+H 2O=2Ag+Zn(OH)2。

下列说法中不正确的是
A．原电池放电时，负极上发生反应的物质是Zn
B．工作时，负极区溶液c(OH-)减小
C．正极发生的反应是Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
D．外电路中电流由Zn流向Ag2O
【答案】D
【分析】根据电池反应式知，Zn失电子发生氧化反应而作负极，氧化银作正极，负极发生反应Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，正极上发生反应：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。

【解析】A．根据电池反应式知，放电时Zn元素化合价由0价变为+2价，所以负极上Zn 失电子发生氧化反应，故A正确；
B．负极上锌失电子发生氧化反应，电解质溶液为碱性溶液，所以电极反应式为
Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，氢氧根离子被消耗，浓度减小，故B正确；
C．根据分析可知工作时Ag2O电极为正极，得电子发生还原反应，方程式为：
Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，故C正确；
D．电流由正极流向负极，应该由Ag2O流向Zn，故D错误；
故选D。

23．（2023春·北京西城·高一北京育才学校校考阶段练习）由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。

装置
现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极的电极反应式是_______(金属用对应字母表示)。

(2)装置乙中正极的电极反应式是_______。

(3)装置丙中溶液的氢离子浓度_______(填“变大”“变小”或“不变”)。

(4)四种金属活泼性的强弱顺序是_______。

(5)2H S是一种大气污染物。

工业尾气中含有2H S，会造成严重的环境污染；未脱除2H S的煤
H S的常用方法，其原理气，运输过程中还会腐蚀管道。

干法氧化铁脱硫是目前除去煤气中2
如图所示。

脱硫反应_______。

再生过程中反应_______。

【答案】(1)A-2e-=A2+
(2)Cu2++2e-═Cu
(3)变小
(4)D>A>B>C
(5)3H2S+Fe2O3·H2O=3H2O+Fe2S3·H2O2Fe2S3·H2O+3O2=6S+2Fe2O3·H2O
【解析】（1）该装置中，二价金属A不断溶解说明A失电子发生氧化反应生成金属阳离子进入溶液而作负极，所以负极电极反应式为A-2e-=A2+。

（2）乙装置中，C的质量增加说明C电极上铜离子得电子发生还原反应，则C作正极，电极反应式为Cu2++2e-═Cu。

（3）装置丙中A上有气体产生，则A极电极方程式为：2H++2e-=H2↑，氢离子浓度变小。

（4）甲装置中，二价金属A不断溶解说明该装置构成了原电池，且A失电子发生氧化反应而作负极，B作正极；乙中C的质量增加，说明C上铜离子得电子发生还原反应，则C作原电池正极，B作负极；丙装置中A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应，则A作原电池正极，D作负极，作原电池负极的金属活动性大于作正极金属，所以金属活动性强弱顺序是：D>A>B>C。

（5）由图可知，脱硫过程中H2S和Fe2O3▪H2O反应生成H2O和Fe2S3▪H2O，方程式为：
3H2S+Fe2O3▪H2O=3H2O+Fe2S3▪H2O，再生过程中Fe2S3▪H2O和O2反应生成S和Fe2O3▪H2O，方程式为：2Fe2S3▪H2O+3O2=6S+2Fe2O3▪H2O。

24．（2021春·北京朝阳·高一统考期末）某小组研究化学反应中的能量变化，进行了如下实验。

(1)实验I：将Zn片和Cu片分别插入盛有50mL2mol•L-1稀硫酸的烧杯中。

观察到Zn片表面产生气泡，溶液温度由T1℃升到T2℃；Cu片表面无明显变化。

①Zn片与稀硫酸反应的离子方程式为_______。

②Zn片与稀硫酸反应的能量变化关系符合如图_______(填“A”或“B”)。

(2)实验Ⅱ：用导线将电流表、小灯泡与Zn片、Cu片相连接，插入盛有50mL2mol•L-1稀硫酸的烧杯中。

①观察到电流表指针发生偏转，Cu片表面产生气泡，溶液温度由T1℃升到T3℃。

②结合电子的移动方向，解释Cu片表面产生气泡的原因_______。

(3)实验I和Ⅱ产生等量气体时，测得T2＞T3.结合能量的转化形式，分析两溶液温度变化幅度不同的原因_______。

(4)将Zn片和Cu片换成Fe片和石墨棒，重复实验Ⅱ，判断电流表指针是否发生偏转。

若不偏转，说明理由；若偏转，写出Fe片表面发生的电极反应式，理由或电极反应式是_______。

【答案】(1)Zn+2H+=H2↑+Zn2+该原电池中Zn失电子，电子沿导线流向正极铜，正极Cu上H+得电子生成H2
(2)实验I中化学能主要转化为热能，实验Ⅱ中化学能主要转化为电能，部分转化为热能
(3)实验I中化学能主要转化为热能，实验Ⅱ中化学能主要转化为电能，部分转化为热能
(4)发生偏转，Fe-2e-=Fe2+
【解析】(1)
①Zn与硫酸的反应的化学方程式为Zn+H2SO4=H2↑+ZnSO4，离子方程式为Zn+2H+=H2↑+Zn2+，故答案为：Zn+2H+=H2↑+Zn2+；
②Zn片与稀硫酸反应时溶液温度由T1℃升到T2℃，说明该反应是放热反应，放热反应的反
应物总能量大于生成物的总能量，即能量变化关系符合A图，故答案为：A；
(2)
Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，铜为正极，锌发生失去电子反应，电子从负极锌沿导线流向正极铜，正极Cu上H+得电子生成H2，所以可观察到Cu片表面产生气泡，故答案为：该原电池中Zn失电子，电子沿导线流向正极铜，正极Cu上H+得电子生成H2；
(3)
实验I和Ⅱ产生等量气体时，化学能变化相同，但实验I中化学能主要转化为热能，实验Ⅱ中化学能主要转化为电能，部分转化为热能，导致溶液升高温度幅度T2＞T3，故答案为：实验I中化学能主要转化为热能，实验Ⅱ中化学能主要转化为电能，部分转化为热能；(4)
将Zn片和Cu片换成Fe片和石墨棒，重复实验Ⅱ，Fe与稀硫酸反应氧化还原反应，则Fe 片、石墨棒和稀硫酸构成原电池，Fe作负极，石墨棒作正极，所以电路中有电流流动，电流表指针会发生偏转，Fe发生失电子的反应生成Fe2+，电极反应式为Fe-2e-═Fe2+，故答案为：发生偏转，Fe-2e-═Fe2+。

25．（2023春·上海嘉定·高一上海市嘉定区第一中学校考学业考试）卤族元素在性质上具有相似性与递变性。

为了验证卤族部分元素递变规律，设计如图装置进行实验。

请回答下列问题。

(1)A中发生反应的化学方程式是_______。

(2)根据上述实验操作步骤，为确保“非金属性：氯>溴>碘”的实验结论可靠，你认为做好本实验最关键因素是_______。

(3)下列性质的递变规律正确，且能作为卤族元素非金属性递变规律判断依据的是
A．Cl-、Br-、I-的还原性逐渐增强B．Cl2、Br2、I2的熔点逐渐升高C．HCl、HBr、HI的酸性逐渐减弱D．HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱IBr、ICl等称为卤素互化物，(CN)2、(SCN)2、(OCN)2等称之为拟卤素，它们的化学性质与卤素单质相似，请回答下列问题。

(4)氯化碘(ICl)能与水发生反应：ICl+H2O=HIO+HCl，该反应_______填“是”或“不是”氧化还原反应；(CN)2与NaOH水溶液反应的化学方程式为_______。

(5)从原子结构角度解释分子(CN)2中两种元素非金属性的强弱_______。

(6)已知某些离子的还原性强弱顺序为I->SCN->CN->Br->Cl-。

在NaBr和KSCN的混合溶液
中通入(CN)2，反应的离子方程式为_______。

(7)如图所示，E是用饱和NaCl溶液和淀粉-KI溶液的混合液湿润的滤纸，用石墨做电极，通电后发现乙周围滤纸褪为蓝色，则下列判断正确的是
A．b是阳极，a是阴极B．a是正极，b是负极
C．乙是正极，甲是负极D．乙是阳极，甲是阴极
(8)下图是用强光照射广口瓶中新制氯水时传感器所获得数据的图像，下列各项代表纵坐标的物理量，其中与图像不相符的是
A．溶液中氯离子的浓度B．溶液的pH
C．瓶中氧气的体积分数D．溶液的导电能力
(9)下列变化不需要破坏化学键的是
A．液态水变为水蒸气B．HCl气体溶于水
C．NaHCO3受热分解D．NaCl熔化
2NaBr+Cl=Br+2NaCl
【答案】(1)22
(2)氯气通入少(适)量
(3)AD
(CN)+2NaOH=NaCN+NaCNO+H O
(4)不是22
(5)C原子与N原子电子层数相等，核电荷数N大于C，原子半径N小于C，原子核对核外电子的吸引力N大于C，非金属性N大于C
(6)2SCN-＋(CN)2=(SCN)2＋2CN-
(7)D
(8)B
(9)A
【解析】（1）A中氯气和溴化钠反应生成氯化钠和溴单质，发生反应的化学方程式是
222NaBr+Cl =Br +2NaCl 。

（2）通过反应222NaBr+Cl =Br +2NaCl ，222NaI+Br =I +2NaBr ，证明氧化性222C B I l r ＞＞，证明“非金属性：氯＞溴＞碘”，需防止发生222NaI+Cl =I +2NaCl 、防止过量的氯气干扰实验，故根据上述实验操作步骤，为确保“非金属性：氯＞溴＞碘”的实验结论可靠，好本实验最关键因素是氯气通入少(适)量。

（3）A ．非金属性越强，对应阴离子的还原性越弱，则Cl -、Br -、I -的还原性逐渐增强，能作为卤族元素非金属性递变规律判断依据，A 符合；
B ．Cl 2、Br 2、I 2的熔点逐渐升高是因为分子间作用力逐渐增大，不能作为卤族元素非金属性递变规律判断依据，B 不符合；
C ．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，与氢化物水溶液的酸性无关，则HCl 、HBr 、HI 的酸性逐渐减弱，不能作为卤族元素非金属性递变规律判断依据，C 不符合；
D ．非金属性越强，简单氢化物越稳定，则HCl 、HBr 、HI 的稳定性逐渐减弱，能作为卤族元素非金属性递变规律判断依据，D 符合；
选AD 。

IBr 、ICl 等称为卤素互化物，(CN)2、(SCN)2、(OCN)2等称之为拟卤素，它们的化学性质与卤素单质相似，请回答下列问题。

（4）ICl+H 2O=HIO+HCl 反应前后元素化合价不变，则该反应不是氧化还原反应；拟卤素的化学性质与卤素单质相似，则(CN)2与NaOH 水溶液反应生成NaCN 、NaCNO 和水，化学方程式为22(CN)+2NaOH=NaCN+NaCNO+H O 。

（5）(CN)2中两种元素非金属性的强弱：C ＜N ，从原子结构角度解释原因为：C 原子与N 原子电子层数相等，核电荷数N 大于C ，原子半径N 小于C ，原子核对核外电子的吸引力N 大于C ，非金属性N 大于C 。

（6）已知某些离子的还原性强弱顺序为I -＞SCN -＞CN -＞Br -＞Cl -，则在NaBr 和KSCN 的混合溶液中通入(CN)2，(CN)2能氧化SCN -、但不能氧化Br -，故反应的离子方程式为：2SCN -＋(CN)2=(SCN)2＋2CN -。

（7）通电后发现乙周围滤纸为蓝色，则乙周围有碘单质生成，乙为阳极，发生的反应为碘离子被氧化为碘单质，则b 为正极，a 为负极，甲为阴极；
选D 。

（8）用强光照射广口瓶中新制氯水生成盐酸和氧气；
A ．生成盐酸，溶液中氯离子的浓度增大，A 符合；
B ．溶液的pH 减小，B 不符合；
C ．生成氧气，瓶中氧气的体积分数增大，C 符合；
D ．次氯酸为弱电解质，盐酸为强电解质，次氯酸转变为盐酸，溶液的导电能力增大，D 符合；。