专题06 化学变化中的能量变化（上海专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高一化学下学期期中真题分类汇编

专题06 化学变化中的能量变化 内容概览 考向1化学反应及其能量变化 考向2化学反应中的能量变化 考向3化学反应热及其测量 考向4化学变化中的能量变化 考向5环境与能源 考向1化学反应及其能量变化 (上海市青浦高级中学2023-2024学年高一下学期期中)化学变化总是伴随着能量的变化。 1．“铝热反应”是将单质铝与金属氧化物混合物反应获得金属单质的化学反应。在野外焊接钢轨时可利用此反应。实验室中可用如图装置实现： (1)写出该反应的化学方程式：_______。 (2)实验中能观察到的现象有(例举两点)：_______。 (3)可表示铝与氧化铁反应的热效应的图是_______。 A． B． C． (4)工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等金属，其原因与下列无关的是 A 铝还原性较强学工业 B．锰、钒熔点高 C．铝能形成多种合金 D．反应放出大量热 【答案】(1)Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 (2)当露在外面的镁条燃烧完毕时，纸漏斗内的混合物立即剧烈燃烧，发出耀眼的光芒，产生大量的烟，纸漏斗被烧破，有红热状的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体 (3)B (4)C 【解析】镁条为引燃剂，氯酸钾是助燃剂，点燃镁条，高温使氯酸钾分解产生氧气，促进镁条的燃烧，镁条燃烧提供大量的热，使得铝粉和氧化铁发生反应：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3，实验现象为：当露在外面的镁条燃烧完毕时，纸漏斗内的混合物立即剧烈燃烧，发出耀眼的光芒，产生大量的烟，纸漏斗被烧破，有红热状的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体。 (1)铝粉和氧化铁高温下发生铝热反应生成铁和氧化铝：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3； (2)由分析可知实验现象为：当露在外面的镁条燃烧完毕时，纸漏斗内的混合物立即剧烈燃烧，发出耀眼的光芒，产生大量的烟，纸漏斗被烧破，有红热状的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体； (3)铝与氧化铁的反应为放热反应，反应物总能量比生成物高，故选B； (4)A项，铝热反应中Al作还原剂，Al的还原性比锰、钒等金属的强，因此可以将Mn、V等金属置换出来，A不符合题意；B项，铝热反应放出大量的热，冶炼熔点高的金属有利于使高熔点金属熔化并流出，得到较纯的产物，B不符合题意；C项，铝能形成多种合金，和工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等难熔金属无关，和铝本身的性质有关， C符合题意；D项，铝热剂为铝和金属氧化物的混合物，反应在高温条件下发生氧化还原反应置换出金属单质，放出大量热，D不符合题意；故选C。 2．下列说法正确的是___________。 A．已知石墨转化为金刚石是吸热反应，所以石墨比金刚石稳定 B．凡是需要加热的反应都是吸热反应 C．灼热的炭与CO2的反应既是氧化还原反应又是放热反应 D．干冰易升华，需要放热 【答案】A 【解析】A项，能量越低物质越稳定，石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，稳定，故A正确；B项，燃烧需要加热到着火点，但是放热反应，故B错误；C项，灼热的炭与CO2的反应生成CO，有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，属于吸热反应，故C错误；D项，干冰升华是一个吸热过程，故D错误；故选A。 3．已知反应：A+B=C+D为吸热反应，对该反应的下列说法中正确的是___________。 A．A的能量一定高于C B．B的能量一定低于D C．A和B的总能量一定低于C和D的总能量 D．因为该反应为吸热反应，故必须加热反应才可以发生 【答案】C 【解析】A项，A+B=C+D为吸热反应，A和B的总能量一定低于C和D的总能量，但不能确定A的能量一定高于C，故A错误；B项，A+B=C+D为吸热反应，A和B的总能量一定低于C和D的总能量，但不能确定B的能量一定低于D，故B错误；C项，A+B=C+D为吸热反应，A和B的总能量一定低于C和D的总能量，故C正确；D项，任何反应都需要在一定条件下才能发生，因此反应条件是否需要加热与该反应是放热反应还是吸热反应无关，D错误；故选C。 4．化学能还可以转化为电能，由A、B、C、D四种金属按表中装置图进行实验。 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)装置甲中作正极的是_______(填“A”或“B”)。 (2)外电路中电流由_______(填“C极向B极移动”或“B极向C极移动”)。 (3)装置丙中金属A上电极反应属于_______(填“氧化反应”或“还原反应”)。 (4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_______。 【答案】(1)B (2)C极向B极移动 (3)还原反应 (4)D>A>B>C 【解析】原电池中负极的判断，①根据电子流向，电子从负极流向正极；②电流的方向，电流从正极流向负极；③一般负极失去电子，质量减少；④离子移动方向，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；⑤化合价升高的一极为负极。 (1)图甲中金属A不断溶解，根据原电池工作原理，A应为负极，B应为正极； (2)装置乙中C的质量增加，C为正极，B为负极，外电路中电子由负极B极向正极C极移动，电流由正极C极向B极移动； (3)装置A上有气体产生，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，则A为正极，发生还原反应； (4)根据构成原电池的条件，一般金属性强的作负极，综上所述，金属性强弱顺序是D>A>B>C。 考向2化学反应中的能量变化 (上海市松江九峰实验学校2023-2024学年高一下学期期中)人类利用化学反应不仅可以创造新物质，还能获取能量或实现不同形式能量之间的转化。 1．已知下列化学反应方程式： ①氢气燃烧2H2+O2=2H2O； ②太阳光分解水制氢气2H2O=2H2+O2。 (1)氧元素在元素周期表中的位置是___________，同周期非金属性最强的元素是___________(填元素符号)。 (2)反应①②是否构成可逆反应，请说明理由___________。 (3)从能量转化角度分析，反应②为___________反应。(选填“吸热”或“放热”)反应②中主要能量转化形式为___________能转化为___________能。 (4)100kPa时，单位质量或单位体积的燃料完全燃烧所放出的热量叫做该燃料的热值。根据下表一些燃料的热值及所学知识简要说明氢气作为能源的优点___________。 燃料 热值(kJ/g) 氢气 142.9 一氧化碳 10.11 甲烷 55.64 【答案】(1)第二周期第ⅥA族 ② F (2)反应条件不同，故不构成可逆反应 (3)①. 吸热 ②. 太阳 ③. 化学 (4)热值高、无污染、可再生、原料丰富等 【解析】(1)氧为8号元素，元素在元素周期表中的位置是第二周期第ⅥA族；同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，同周期非金属性最强的元素是F； (2)反应①②的反应条件不同，故不构成可逆反应； (3)反应②为水分解生成氢气和氧气的反应，为吸热反应，应②中主要能量转化形式为太阳能转化为化学能； (4)根据表中内容可知，氢气的热值高，燃烧产物为水，无污染，经过催化分解又获得氢气，故可再生自然界中含有大量的氢元素，则原料丰富，这些优势使得氢气被称为“绿色能源”，故选热值高、无污染、可再生、原料丰富等。 2．下列化学反应中的能量变化与图中所示不符合的是___________。 A．铝热反应 B．生石灰与水反应 C．铁粉与硫粉加热反应 D．氯酸钾分解制氧气 【答案】D 【解析】由图可知，题给反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应。A项，铝热反应为放热反应，故A正确；B项，生石灰与水反应放出大量热，故B正确；C项，铁粉与硫粉加热反应过程中生成硫化亚铁，为放热反应，故C正确；D项，氯酸钾加热分解制氧气的反应为吸热反应，故D错误；故选D。 3．如图所示是Zn和Cu形成的原电池，下列叙述正确的是___________。 A．Cu为负极，Zn为正极 B．Cu极上有气泡产生，发生还原反应 C．SO42-向Cu极移动 D．若有0.5mol电子流经导线，则可产生0.25mol气体 【答案】BD 【解析】A项，金属性锌强于铜，因此Cu为正极，Zn为负极，A错误；B项，Cu为正极，氢离子放电转化为氢气，Cu极上有气泡产生，发生还原反应，B正确；C项，原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则SO42-向Zn极移动，C错误；D项，根据2H＋+2e－＝H2↑可知，若有0.5mol电子流经导线，则可产生0.25mol氢气，D正确；故选BD。 4．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理如图所示。下列说法正确的是___________。 A．该电池工作时电能转化为化学能 B．该电池中电极a是正极 C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a D．该电池的总反应：2H2+O2=2H2O 【答案】D 【解析】4A项，该电池工作时化学能转化为电能，A项错误；B项，a极发生H2-2e－=2H+反应，为负极，B项错误；C项，a极为负极，b极为正极，外电路中电子由电极a通过导线流向电极b，C项错误；D项，该电池的总反应为2H2+O2=2H2O，D项正确；故选D。 考向3化学反应热及其测量 (上海中学东校2023-2024学年高一下学期期中)生活中的许多现象都伴随化学反应的发生，而化学反应发生时必然伴随能量变化。 1．若将水作为研究的系统，相同压强下，下列选项中内能最大的是___________。 A．273K时1.0克冰 B．273K时10.0克水 C．373K时1.0mol水蒸气 D．373K时10.0克水蒸气 【答案】C 【解析】质量相同的情况下，水的温度越高，内能越大，同时相同温度和质量的情况下，物质的内能气态>液态>固态，1mol水的质量为18g大于10g，因此373K时1mol水蒸气的内能最大，故选C。 2．下列对能量转化的认识中，错误的是___________。 A．通直流电电解水生成氢气和氧气时，电能主要转化化学能 B．白炽灯工作时，电能全部转化为光能 C．煤燃烧时，化学能主要转化为热能 D．风力发电时，风能主要转化为电能 【答案】B 【解析】A项，电解水时，电能主要转化为化学能，A正确；B项，白炽灯工作时，电能主要转化为光能，还会转化为热能等，B错误；C项，煤燃烧过程中，化学能主要转化为热能，C正确；D项，风力发电的过程是风能主要转化为电能，D正确；故选B。 3．“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是___________。 A．氯化钠 B．固体硝酸钾 C．生石灰 D．固体氢氧化钠 【答案】B 【解析】由题意可知该物质与水混合会吸热使温度降低，才能达到制冷的效果；要从物质溶于水后热量变化来考虑。A项，氯化钠溶于水既不放热也不吸热，故不选A；B项，固体硝酸钾溶于水吸热，能使温度降低能达到制冷的目的，故选B；C项，生石灰溶于水，能与水反应生成氢氧化钙并放出热量，不能起到制冷的作用，故不选C；D项，固体氢氧化钠溶于水放热，不能起到制冷的作用，故不选D。 4．下列两个热化学方程式中，ΔH1 和 ΔH2的相对大小正确的是___________。 S(s)＋O2(g)=SO2(g) ΔH1； S(g)＋O2(g)= SO2(g) ΔH2 A．ΔH1>ΔH2 B．ΔH1<ΔH2 C．ΔH1﹦ΔH2 D．无法确定 【答案】A 【解析】固态硫的能量低于气态硫，所以气态硫燃烧放热多，放热越多焓变越小，因此ΔH1>ΔH2，故选A。 5．用如下图所示的装置测定中和反应反应热。实验药品：100mL0.50mol/L盐酸、50mL0.50mol/LNaOH溶液、50mL0.50mol/L氨水。 已知：弱碱电离时吸热。 (1)从实验装置上看，还缺少___________，装置中隔热层的作用是___________。 (2)某同学利用上述装置做实验测得反应热偏大，可能的原因是___________。 A．测完盐酸的温度直接测碱溶液温度 B．做该实验时室温较高 C．杯盖未盖严 D．碱溶液一次性迅速倒入 (3)若改用如下图所示的简易热量计来测量反应热，下列关于简易热量计的说法错误的是___________。 A．仪器应无裂隙 B．可用温度计测温 C．具备保温、隔热性能 D．只能用磁子搅拌反应液 (4)将浓度为0.5mol/L的酸溶液和0.55mol/L的碱溶液各25mL混合(溶液密度均为1g/mL)，生成的溶液的比热容c= 4.18J·mol-1·K-1，测得温度如下： 反应物 起始温度t1/℃ 最高温度t2/℃ 甲组(HCl+NaOH) 20.0 23.3 乙组(HCl +NH3·H2O) 20.0 231 ①两组实验结果存在差异的原因是___________。 ②的△H =___________(保留一位小数)。 【答案】(1)①. 玻璃搅拌器 ②隔热保温，减少热量散失 (2)AC (3)D (4)①NH3·H2O是弱碱，电离吸热 ②-51.8 mol·L-1 【解析】(1)从实验装置上看，还缺少玻璃搅拌器，装置中隔热层的作用是隔热保温，减少热量散失； (2)A项，测完盐酸的温度直接测碱溶液温度，起始温度偏高，反应热△H偏大，A符合；B项，做该实验时室温较高，对结果无影响，B不符合；C项，杯盖未盖严，热量散失较多，反应热△H偏大，C符合；D项，碱溶液一次性迅速倒入，对结果无影响，D不符合；故选AC； (3)A项，仪器应无裂隙，减少热量散失，A正确；B项，简易热量计可用温度计测温，B正确；C项，简易热量计具备保温、隔热性能，C正确；D项，可以用玻璃搅拌器，D错误；故选D； (4)①两组实验结果存在差异的原因是NH3·H2O是弱碱，电离吸热；②≈。 6．盖斯定律的提出，使一些无法直接通过实验测量的反应热得以通过计算获得。 已知下列反应的热化学方程式： 6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l) △H1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2 C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3 H2O(g)=H2O(l) △H4 则反应4 C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(l)+O2(g)+6N2(g)的△H为 A．12△H3+5△H2-2△H1+10△H4 B．2△H1-5△H2-12△H3+10△H4 C．12△H3-5△H2-2△H1+10△H4 D．△H1-5△H2-12△H3+10△H4 【答案】A 【解析】根据盖斯定律，将所给热化学方程式中的C(s)、H2O(g)、H2(g)消去，2C3H5(ONO2)3(l)= 5H2(g)+3N2(g)+3O2(g)+6CO2(g) △H=6△H3-△H1；2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=△H2+2△H4；所以4 C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(l)+O2(g)+6N2(g)的△H为12△H3+5△H2-2△H1+10△H4，故选A。 考向4化学变化中的能量变化 (上海市松江二中2023-2024学年高一下学期期中)1．为保障我们的人民子弟兵吃上热气腾腾的饭菜“即热饭盒”给边防官兵带来方便，它可利用下列___________反应释放的热量加热食物。 A．生石灰和水 B．浓硫酸和水 C．钠和水 D．氢氧化钡和氯化铵 【答案】A 【解析】即热饭盒应该是利用放热反应放出热量达到升高温度而加热食物目的；A项，生石灰和水的反应是放热反应，放出的热量可以用于加热食物，故A符合题意；B项，浓硫酸溶于水的过程为放热过程，但浓硫酸具有强腐蚀性，不适合用于加热食物，故B不符合题意；C项，钠和水的反应是放热反应，但生成强碱和氢气，氢气易燃烧，不适合用于加热食物，故C不符合题意；D项，氢氧化钡和氯化铵的反应是吸热反应，故D不符合题意；故选A。 2．下图是一个简易测量物质反应是吸热还是放热的实验装置，利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。 (1)将金属钠块至加入小试管内，然后注入适量滴有无色酚酞的蒸馏水，有关反应的化学反应方程式是___________。 (2)该反应是___________(填“放热”或“吸热”)反应，结合实验现象写出判断依据___________。 【答案】(1)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ (2)①放热 ②S形导管左端液面下降，右端液面上升 【解析】Na与水反应是放热反应，使锥形瓶中气压增大，导致S形导管左端液面下降，右端液面上升。 (1)Na与水反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑； (2)根据分析，该反应是放热反应，S形导管左端液面下降，右端液面上升。 3．某反应的微观历程及反应过程中的能量变化如图下左所示。其中分别表示、、及催化剂。 下列说法不正确的是___________。 A．该反应为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) B．①-②过程中催化剂与气体之间形成离子键 C．②→③过程中，需要吸收能量 D．上右图说明该反应中，断裂反应物化学键所吸收的能量大于形成生成物化学键所放出的能量 【答案】BD 【解析】A项，由反应过程可知，该反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，A正确；B项，①-②过程只是氮气、氢气被吸附到了催化剂表面，并未形成离子键，B错误；C项，②→③过程是断氢氢键和氮氮键，该过程是吸热过程，需要吸收能量，C正确；D项，由反应过程能量变化可知，该反应为放热反应，说明断裂反应物化学键所吸收的能量小于形成生成物化学键所放出的能量，D错误； 4．化学能还能转化为电能。某原电池装置如图所示。 (1)装置中发生的离子方程式为___________。 (2)该装置中的是___________极，氧化反应在___________极附近发生(均填“正”或“负”)。请在图中画出电子的移动路径___________。 【答案】(1)Zn+2H+=Zn2++H2↑ (2)①正 ②负 ③ 【解析】铜、锌、稀硫酸构成原电池，锌的活泼性大于铜，锌是负极、铜是正极； (1)装置中锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，发生反应的离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑； (2)锌的活泼性大于铜，锌是负极、铜是正极，负极失电子发生氧化反应，氧化反应在负极附近发生。电子由负极经导线流入正极，在图中画出电子的移动路径。 5．2020年比亚迪推出新能源车“汉”，配置了由多个扁平状的“刀片”电芯捆扎成的模组电池(如图所示)。电池放电时，总反应为：Li1- xFeO4+ LixC6=LiFeO4+6C，已知Li1- xFeO4中的Fe为+3价。 该电池放电时，说法正确的是___________。 A．Li1- xFeO4在负极发生还原反应 B．LixC6在负极发生氧化反应 C．Li+会向着铝箔附近移动 D．电子从负极经聚合物隔膜流向正极 【答案】BC 【解析】A项，Li1- xFeO4在正极发生还原反应，故A错误；B项，LixC6在负极发生氧化反应，故B正确；C项，放电时，阳离子从负极移动向正极，Li+会向着铝箔附近移动，故C正确；D项，电子从负极经导线流向正极，故D错误；故选BC。 考向5环境与能源 (上海市华东师范大学附属周浦中学2023-2024学年高一下学期期中)化学和我们的环境、能源息息相关。 1．保护环境已成为人类共同的呼声，请回答下列问题： (1)下列四种垃圾处理方法中，较为合理的是____。 A．堆积 B．填埋 C．分类回收 D．焚烧 (2)下列措施不利于环境保护的是____。 A．推广使用无铅汽油 B．提倡家庭使用太阳能热水器 C．推广废旧电池单独回收 D．提倡家庭购买大排量汽车 (3)下列产品的使用，不会造成环境污染的是____。 A．含磷洗衣粉 B．氢燃料电池 C．氟利昂制冷剂 D．含汞电池 【答案】(1)C (2)D (3)B 【解析】(1)垃圾直接堆放、填埋会由于垃圾霉变生成有毒气体会污染空气，还会污染土壤、水资源等，焚烧垃圾虽然可减少“白色污染"等，但会产生有毒气体、固体颗粒等，增加了大气污染；而垃圾经分类回收处理可转化为可用资源，不会造成污染，所以选C。 (2)推广使用无铅汽油、提倡家庭使用太阳能热水器、推广废旧电池单独回收都可以减少有害物质的排放，减少环境污染；而提倡家庭购买大排量汽车，会提高汽车尾气的排放，污染环境，所以选D。 (3)A项，含磷洗衣粉会造成水体的富营养化，故A不符合题意；B项，氢气燃料的产物只有水，不会污染环境，故B符合题意；C项，氟氯经制冷剂会造成臭氧空洞，故C不符合题意；D项，含汞电池会造成水体、土壤的污染，故D不符合题意；故选B。 2．生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化，请根据有关知识回答下列问题： (1)2022年2月22日，陕西人民政府发布政府工作报告，将打造全国重要的清洁能源基地作为重点工作之一，下列不属于新能源的是___________。 A．太阳能 B．风能 C．地热能 D．天然气 (2)“即热饭盒”给人们生活带来方便，它可利用下面反应释放的热量加热食物___________。 A．生石灰和水 B．浓硫酸和水 C．纯碱和水 D．食盐和白醋 (3)下列反应中，在原理上可以设计成原电池的是___________。 A．NaOH与H2SO4的反应 B．氧化铝与盐酸的反应 C．石灰石的分解 D．氢气与氧气的反应 (4)已知充分燃烧乙炔气体(分子式为C2H2)时生成：二氧化碳气体和液态水，该反应的能量变化可用图中的___________(填字母)表示。 【答案】(1)D (2)A (3)D (4)a 【解析】太阳能、风能、地热能均属于新能源，天然气属于化石燃料；原电池原理是自发的氧化还原反应在两个电极上进行；乙炔的燃烧为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量。 (1)太阳能、风能、地热能均属于新能源，天然气属于化石燃料，不是新能源，故选D； (2)“即热饭盒”需要使用安全可控的放热反应来提供热量。A项，生石灰和水反应放出大量的热，故A符合题意；D项，白醋与氯化钠不发生反应，不能放热，故D不符合题意；故选A； (3)原电池原理是自发的氧化还原反应在两个电极上进行。A项，NaOH与H2SO4的反应为复分解反应，属于非氧化还原反应，故A错误；B项，氧化铝与盐酸的反应为复分解反应，属于非氧化还原反应，故B错误；C项，石灰石的分解为分解反应，反应自身吸热，属于非氧化还原反应，故C错误；D项，氢气和氧气能发生氧化还原反应，可设计成原电池，故D正确；故选D； (4)乙炔的燃烧为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，图a表示放热反应，图b表示吸热反应，故选a。 3．如图所示将锌、铜通过导线相连，置于硫酸溶液中。 (1)该装置将___________能转化为___________能。 (2)Zn电极为___________极，发生___________ (填“氧化”或“还原”)反应，电极方程式为___________。 (3)外电路电流由___________(填“锌”或“铜”)电极经导线施向另一电极。 (4)标准状况下，若反应过程中溶解了6.5g锌，则生成的氢气的体积为___________。 【答案】(1)①化学能 ②电能 (2)①负 ②氧化 ③Zn－2e-=Zn2＋ (3)铜 (4)2.24L 【解析】 【解析】该装置为原电池装置，锌较铜活泼，其中Zn作负极、Cu作正极，负极锌失电子发生氧化反应Zn－2e-=Zn2＋，正极氢离子得电子发生还原反应2H＋＋2e-=H2↑。 (1)原电池装置为将化学能转化为电能的装置，； (2)锌较铜活泼，其中Zn作负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，Zn－2e-=Zn2＋； (3)在原电池中，电子经外电路由负极流向正极，该装置中外电路电流由铜电极经导线流向锌电极； (4)电极总反应为Zn+2H＋=Zn2＋+H2↑，锌溶解了6.5g，为0.1mol锌，则生成0.1mol氢气，标准状况下，体积为2.24L。 10 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 化学变化中的能量变化 内容概览 考向1化学反应及其能量变化 考向2化学反应中的能量变化 考向3化学反应热及其测量 考向4化学变化中的能量变化 考向5环境与能源 考向1化学反应及其能量变化 (上海市青浦高级中学2023-2024学年高一下学期期中)化学变化总是伴随着能量的变化。 1．“铝热反应”是将单质铝与金属氧化物混合物反应获得金属单质的化学反应。在野外焊接钢轨时可利用此反应。实验室中可用如图装置实现： (1)写出该反应的化学方程式：_______。 (2)实验中能观察到的现象有(例举两点)：_______。 (3)可表示铝与氧化铁反应的热效应的图是_______。 A． B． C． (4)工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等金属，其原因与下列无关的是 A．铝还原性较强学工业 B．锰、钒熔点高 C．铝能形成多种合金 D．反应放出大量热 2．下列说法正确的是___________。 A．已知石墨转化为金刚石是吸热反应，所以石墨比金刚石稳定 B．凡是需要加热的反应都是吸热反应 C．灼热的炭与CO2的反应既是氧化还原反应又是放热反应 D．干冰易升华，需要放热 3．已知反应：A+B=C+D为吸热反应，对该反应的下列说法中正确的是___________。 A．A的能量一定高于C B．B的能量一定低于D C．A和B的总能量一定低于C和D的总能量 D．因为该反应为吸热反应，故必须加热反应才可以发生 4．化学能还可以转化为电能，由A、B、C、D四种金属按表中装置图进行实验。 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)装置甲中作正极的是_______(填“A”或“B”)。 (2)外电路中电流由_______(填“C极向B极移动”或“B极向C极移动”)。 (3)装置丙中金属A上电极反应属于_______(填“氧化反应”或“还原反应”)。 (4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_______。 考向2化学反应中的能量变化 (上海市松江九峰实验学校2023-2024学年高一下学期期中)人类利用化学反应不仅可以创造新物质，还能获取能量或实现不同形式能量之间的转化。 1．已知下列化学反应方程式： ①氢气燃烧2H2+O2=2H2O； ②太阳光分解水制氢气2H2O=2H2+O2。 (1)氧元素在元素周期表中的位置是___________，同周期非金属性最强的元素是___________(填元素符号)。 (2)反应①②是否构成可逆反应，请说明理由___________。 (3)从能量转化角度分析，反应②为___________反应。(选填“吸热”或“放热”)反应②中主要能量转化形式为___________能转化为___________能。 (4)100kPa时，单位质量或单位体积的燃料完全燃烧所放出的热量叫做该燃料的热值。根据下表一些燃料的热值及所学知识简要说明氢气作为能源的优点___________。 燃料 热值(kJ/g) 氢气 142.9 一氧化碳 10.11 甲烷 55.64 2．下列化学反应中的能量变化与图中所示不符合的是___________。 A．铝热反应 B．生石灰与水反应 C．铁粉与硫粉加热反应 D．氯酸钾分解制氧气 3．如图所示是Zn和Cu形成的原电池，下列叙述正确的是___________。 A．Cu为负极，Zn为正极 B．Cu极上有气泡产生，发生还原反应 C．SO42-向Cu极移动 D．若有0.5mol电子流经导线，则可产生0.25mol气体 4．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理如图所示。下列说法正确的是___________。 A．该电池工作时电能转化为化学能 B．该电池中电极a是正极 C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a D．该电池的总反应：2H2+O2=2H2O 考向3化学反应热及其测量 (上海中学东校2023-2024学年高一下学期期中)生活中的许多现象都伴随化学反应的发生，而化学反应发生时必然伴随能量变化。 1．若将水作为研究的系统，相同压强下，下列选项中内能最大的是___________。 A．273K时1.0克冰 B．273K时10.0克水 C．373K时1.0mol水蒸气 D．373K时10.0克水蒸气 2．下列对能量转化的认识中，错误的是___________。 A．通直流电电解水生成氢气和氧气时，电能主要转化化学能 B．白炽灯工作时，电能全部转化为光能 C．煤燃烧时，化学能主要转化为热能 D．风力发电时，风能主要转化为电能 3．“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是___________。 A．氯化钠 B．固体硝酸钾 C．生石灰 D．固体氢氧化钠 4．下列两个热化学方程式中，ΔH1 和 ΔH2的相对大小正确的是___________。 S(s)＋O2(g)=SO2(g) ΔH1； S(g)＋O2(g)= SO2(g) ΔH2 A．ΔH1>ΔH2 B．ΔH1<ΔH2 C．ΔH1﹦ΔH2 D．无法确定 5．用如下图所示的装置测定中和反应反应热。实验药品：100mL0.50mol/L盐酸、50mL0.50mol/LNaOH溶液、50mL0.50mol/L氨水。 已知：弱碱电离时吸热。 (1)从实验装置上看，还缺少___________，装置中隔热层的作用是___________。 (2)某同学利用上述装置做实验测得反应热偏大，可能的原因是___________。 A．测完盐酸的温度直接测碱溶液温度 B．做该实验时室温较高 C．杯盖未盖严 D．碱溶液一次性迅速倒入 (3)若改用如下图所示的简易热量计来测量反应热，下列关于简易热量计的说法错误的是___________。 A．仪器应无裂隙 B．可用温度计测温 C．具备保温、隔热性能 D．只能用磁子搅拌反应液 (4)将浓度为0.5mol/L的酸溶液和0.55mol/L的碱溶液各25mL混合(溶液密度均为1g/mL)，生成的溶液的比热容c= 4.18J·mol-1·K-1，测得温度如下： 反应物 起始温度t1/℃ 最高温度t2/℃ 甲组(HCl+NaOH) 20.0 23.3 乙组(HCl +NH3·H2O) 20.0 231 ①两组实验结果存在差异的原因是___________。 ②的△H =___________(保留一位小数)。 6．盖斯定律的提出，使一些无法直接通过实验测量的反应热得以通过计算获得。 已知下列反应的热化学方程式： 6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l) △H1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2 C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3 H2O(g)=H2O(l) △H4 则反应4 C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(l)+O2(g)+6N2(g)的△H为 A．12△H3+5△H2-2△H1+10△H4 B．2△H1-5△H2-12△H3+10△H4 C．12△H3-5△H2-2△H1+10△H4 D．△H1-5△H2-12△H3+10△H4 考向4化学变化中的能量变化 (上海市松江二中2023-2024学年高一下学期期中)1．为保障我们的人民子弟兵吃上热气腾腾的饭菜“即热饭盒”给边防官兵带来方便，它可利用下列___________反应释放的热量加热食物。 A．生石灰和水 B．浓硫酸和水 C．钠和水 D．氢氧化钡和氯化铵 2．下图是一个简易测量物质反应是吸热还是放热的实验装置，利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。 (1)将金属钠块至加入小试管内，然后注入适量滴有无色酚酞的蒸馏水，有关反应的化学反应方程式是___________。 (2)该反应是___________(填“放热”或“吸热”)反应，结合实验现象写出判断依据___________。 3．某反应的微观历程及反应过程中的能量变化如图下左所示。其中分别表示、、及催化剂。 下列说法不正确的是___________。 A．该反应为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) B．①-②过程中催化剂与气体之间形成离子键 C．②→③过程中，需要吸收能量 D．上右图说明该反应中，断裂反应物化学键所吸收的能量大于形成生成物化学键所放出的能量 4．化学能还能转化为电能。某原电池装置如图所示。 (1)装置中发生的离子方程式为___________。 (2)该装置中的是___________极，氧化反应在___________极附近发生(均填“正”或“负”)。请在图中画出电子的移动路径___________。 5．2020年比亚迪推出新能源车“汉”，配置了由多个扁平状的“刀片”电芯捆扎成的模组电池(如图所示)。电池放电时，总反应为：Li1- xFeO4+ LixC6=LiFeO4+6C，已知Li1- xFeO4中的Fe为+3价。 该电池放电时，说法正确的是___________。 A．Li1- xFeO4在负极发生还原反应 B．LixC6在负极发生氧化反应 C．Li+会向着铝箔附近移动 D．电子从负极经聚合物隔膜流向正极 考向5环境与能源 (上海市华东师范大学附属周浦中学2023-2024学年高一下学期期中)化学和我们的环境、能源息息相关。 1．保护环境已成为人类共同的呼声，请回答下列问题： (1)下列四种垃圾处理方法中，较为合理的是____。 A．堆积 B．填埋 C．分类回收 D．焚烧 (2)下列措施不利于环境保护的是____。 A．推广使用无铅汽油 B．提倡家庭使用太阳能热水器 C．推广废旧电池单独回收 D．提倡家庭购买大排量汽车 (3)下列产品的使用，不会造成环境污染的是____。 A．含磷洗衣粉 B．氢燃料电池 C．氟利昂制冷剂 D．含汞电池 2．生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化，请根据有关知识回答下列问题： (1)2022年2月22日，陕西人民政府发布政府工作报告，将打造全国重要的清洁能源基地作为重点工作之一，下列不属于新能源的是___________。 A．太阳能 B．风能 C．地热能 D．天然气 (2)“即热饭盒”给人们生活带来方便，它可利用下面反应释放的热量加热食物___________。 A．生石灰和水 B．浓硫酸和水 C．纯碱和水 D．食盐和白醋 (3)下列反应中，在原理上可以设计成原电池的是___________。 A．NaOH与H2SO4的反应 B．氧化铝与盐酸的反应 C．石灰石的分解 D．氢气与氧气的反应 (4)已知充分燃烧乙炔气体(分子式为C2H2)时生成：二氧化碳气体和液态水，该反应的能量变化可用图中的___________(填字母)表示。 3．如图所示将锌、铜通过导线相连，置于硫酸溶液中。 (1)该装置将___________能转化为___________能。 (2)Zn电极为___________极，发生___________ (填“氧化”或“还原”)反应，电极方程式为___________。 (3)外电路电流由___________(填“锌”或“铜”)电极经导线施向另一电极。 (4)标准状况下，若反应过程中溶解了6.5g锌，则生成的氢气的体积为___________。 9 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $$