第1节 化学反应与能量变化-【回归课本】2025年高中化学基础知识训练

◀102 教材原型 真题再现 【RJ版·必修第二册·P41·3】 下列说法错误的是( ) A.化学反应必然伴随发生能量变化 B.化学反应中的能量变化与反应物 的质量无关 C.能量变化必然伴随发生化学反应 D.化学反应中的能量变化主要是由 化学键变化引起的 【2022·湖南·12】 反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如下 图所示: 下列有关四种不同反应进程的说法正确的是( ) A.进程Ⅰ是放热反应 B.平衡时P的产率:Ⅱ>Ⅰ C.生成P的速率:Ⅲ>Ⅱ D.进程Ⅳ中,Z没有催化作用 考点提炼:考查化学反应与能量变化的关系 教材原型:直接考查化学反应与能量变化的关系 真题再现:通过图像分析化学反应与能量的关系 103 ▶ ◀104 105 ▶ ◀106 107 ▶ 知识点一 化学反应与热能 1(常见的吸、放热反应)下列关于吸热反应与放热反应的叙述正确的是( ) A.所有的分解反应都是吸热反应 B.铝热反应是放热反应 C.水结冰是放热反应 D.需要高温条件的反应一定是吸热反应 2(化学反应与能量变化)[RJ版·必修第二册·P41·4]一定条件下,石墨转化为金刚石要 吸收能量。在该条件下,下列结论正确的是( ) A.金刚石比石墨稳定 B.等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同 C.金刚石转化为石墨是吸热反应 D.1molC(金刚石)比1molC(石墨)的总能量高 3(化学键与能量变化)氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如图所示。下列说法正确的是 ( ) H2 1molH2 的共价键断裂 吸收436kJ能量 →2H 1 2O2 1 2 molO2 的共价键断裂 吸收249kJ能量 →O ü þ ý ï ï ï ï 形成1molH2O中的共价键 释放930kJ能量 →H2O A.燃烧时化学能全部转化为热能 B.断开2mol氢氧键吸收930kJ能量 C.相同条件下,1mol氢原子的能量为E1,1mol氢分子的能量为E2,则2E1<E2 D.该反应生成1mol液态水时能量变化为245kJ 总结 断键吸热、成键放热,可根据两者差值计算化学反应吸放热数值。要注意数量关系和物质状态是否对应,相同 物质的量的同一物质的能量关系为气态(g)>液态(l)>固态(s)。 知识点二 化学反应与电能 4(原电池模型)如图为Cu-Zn-稀硫酸原电池示意图,下列表述不正确的是( ) A.溶液中的 H+向正极方向移动,铜片上有气泡冒出,反应一段时间后,铜电极附近 溶液的pH变大 B.该反应中锌溶解的速率比将锌单独放在等浓度稀硫酸中的溶解速率快 C.电流方向为Cu片 →导线 →Zn片 →稀硫酸 →Cu片,电流计指针向右偏转 D.当导线中有2NA 电子通过时,Zn的质量减轻65g,在Cu电极上生成22.4L气体 ◀108 5(常见化学电源)下面是几种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是( ) A.上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B.干电池在长时间使用后,锌筒被破坏 C.铅蓄电池充电时,将化学能转化为电能 D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 6(原电池正、负极判断)下图四种电池装置是依据原电池原理设计的,下列有关叙述错误的是( ) A.①中锌电极发生氧化反应 B.②中电子由a电极经导线流向b电极 C.③中外电路中电流由A电极流向B电极 D.④中LixC6 作负极 总结 原电池正负极判断方法 ""F ! K./ * * D""F LF E *" #? BF *" *(A ." K./ *"    B     *BF  BF 注意:原电池的正负极判断非常重要,通常是复杂原电池解题中的第一步。两电极活泼性不同时,通常是较活 泼金属作负极,但不绝对,事实上哪个电极上发生氧化反应,哪个电极作负极。 7(原电池原理的应用)下列关于原电池的叙述不正确的是( ) A.镀锌铁皮表面的锌层破损后,会导致铁皮腐蚀速率加快 B.将 M、N两金属棒放入稀硫酸中制成原电池,若 M上产生气泡,则金属活动性N>M C.在实验室制氢气时,滴加少量胆矾溶液可以加快反应进行,但可能会降低氢气产量 D.不是所有的氧化还原反应都能设计成原电池 ◀018 ②钢化玻璃与普通玻璃的成分相同,都是硅酸钠、硅酸钙、二 氧化硅,只是制作工艺不同,钢化玻璃会通过特殊的高温- 降温处理使其硬度增大,正确。 ③工业制玻璃的原料是石英砂(SiO2)、纯碱(Na2CO3)、石灰 石(CaCO3),错误。 ④有机玻璃属于有机高分子材料,正确。 ⑤向普通玻璃中加入硼酸盐可制成耐高温的玻璃,正确。 ⑥水玻璃是Na2SiO3 的水溶液,可用作制备木材防火剂的原 料,是混合物,错误。 典例3 D 【解析】A.硅是良好的半导体材料,主要用于制 造芯片和太阳能电池板,其导电性介于导体与绝缘体之间, 错误。B.二氧化硅是制造光导纤维的主要材料,错误。C.新 型无机非金属材料都具有特殊的性质和用途,它们大都不是 硅酸盐材料,传统无机非金属材料都是硅酸盐材料,错误。 D.新型陶瓷耐高温、耐腐蚀、硬度大,适合制造新型发动机, 正确。 典例4 D 【解析】A.反 应①为 粗 硅 的 制 取:SiO2+ 2C 2000℃ 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅Si+2CO↑,则气体X为CO,正确。B.反应② 是粗硅与 HCl反应生成SiHCl3 和 H2,化学方程式为Si+ 3HCl 300℃ 􀪅􀪅􀪅􀪅SiHCl3+H2,正确。C.由流程图可知,H2、HCl 既是反应物,又是生成物,所以 H2、HCl均可循环利用,正 确。D.自然界中没有游离态的硅,硅主要以化合态的形式存 在,错误。 典例5 A 【解析】A.二氧化硅是由原子构 成的,熔化时需破坏共价键,所以熔点很高, 每个硅原子以共价键连接4个氧原子,每个 氧原子连接2个硅原子(如图所示),1mol SiO2 含有4molSi-O键,正确。B.玻璃中 含有二氧化硅,但二氧化硅不与盐酸反应,应该用氢氟酸刻 蚀玻璃,错误。C.石英的主要成分是SiO2,会与NaOH反应 生成Na2SiO3,因此不能在石英坩埚中加热 NaOH,同理也 不能在陶瓷坩埚中加热 NaOH,可用铁坩埚,错误。D.SiO2 能与NaOH发生反应:SiO2+2NaOH􀪅􀪅Na2SiO3+H2O, 也能与氢氟酸发生反应:SiO2+4HF􀪅􀪅SiF4↑+2H2O,但 是与氢氟酸的反应是特例,氢氟酸是弱酸且SiO2 不能与其 他强酸发生反应,SiO2 是酸性氧化物,错误。 典例6 B 【解析】①高温结构陶瓷属于新型陶瓷,成分不 是硅酸盐,错误。②碳纳米管与金刚石都是碳的单质,互为 同素异形体,正确。③碳纳米材料包括富勒烯、碳纳米管、石 墨烯等,石墨烯是单层石墨,但石墨不是碳纳米材料,错误。 ④氧化铝陶瓷是生物陶瓷,可用于制造人造骨骼,正确。故 选B。 第六章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 一、化学反应与热能 ①分解 ②水或酸 ③化合 ④Q吸-Q放 ⑤吸热 ⑥放热 ⑦放热 ⑧吸热 ⑨吸热 ⑩放热 二、化学反应与电能 ①化学 ②电 ③锌片 ④铜片 ⑤锌 ⑥H2 ⑦铜 ⑧锌片 ⑨铜片 ⑩铜片 􀃊􀁉􀁓Zn-2e-􀪅􀪅Zn2+ 􀃊􀁉􀁔2H++2e-􀪅􀪅H2↑ 􀃊􀁉􀁕负 􀃊􀁉􀁖正 􀃊􀁉􀁗正 􀃊􀁉􀁘负 􀃊􀁉􀁙负 􀃊􀁉􀁚正 􀃊􀁉􀁛不可 􀃊􀁊􀁒负 􀃊􀁊􀁓正 􀃊􀁊􀁔锌 􀃊􀁊􀁕正 􀃊􀁊􀁖还原 􀃊􀁊􀁗负 􀃊􀁊􀁘氧化 􀃊􀁊􀁙负 􀃊􀁊􀁚氧化 􀃊􀁊􀁛正 􀃊􀁋􀁒还原 典例1 B 【解析】A.大部分的分解反应是吸热的,但并不 是全部,例如 H2O2 分解是放热的,错误。B.铝热反应的条 件虽然是高温,但铝热反应是放热反应,在Al与Fe2O3 的混 合物反应时,生成的铁为液态铁,可见放热量之大,正确。 C.水结冰是放热的过程,但由于是物理变化,不能称为放热 反应,吸热反应和放热反应都是化学反应,错误。D.吸热反 应不一定需要高温的反应条件,例如Ba(OH)2·8H2O晶体 与NH4Cl固体常温下反应生成氨气并吸收大量热,高温条 件下进行的反应不一定是吸热反应,如铝热反应需要高温的 条件但为放热反应,错误。 典例2 D 【解析】A.石墨转化为金刚石要吸收能量,说明 石墨的能量低,物质能量越低越稳定,石墨比金刚石稳定,错 误。B.金刚石的能量高,等质量的石墨和金刚石完全燃烧时 产物相同,金刚石释放的热量比石墨多,错误。C.正反应与 逆反应吸放热相反,能量数值相等,石墨转化为金刚石要吸 收能量,是吸热反应,则金刚石转化为石墨是放热反应,错 误。D.石墨转化为金刚石要吸收能量,说明1molC(金刚 石)比1molC(石墨)的总能量高,正确。 典例3 B 【解析】A.燃烧时化学能除了可以转化为热能 还可以转化为光能,错误。B.断键吸热、成键放热,相同化学 键断键、成键吸放热相反、数值相等,形成1molH2O中的共 价键释放930kJ能量,反之断开2mol氢氧键吸收930kJ能 量,正确。C.氢分子断键形成氢原子时要吸收能量,因此 2mol氢原子的能量2E1 大于1mol氢分子的能量 E2,错 误。D.在反应中形成1mol水蒸气时放出的能量为930kJ- 436kJ-249kJ=245kJ,相同物质的量的气态水能量高于液 态水,因此生成1mol液态水时放出的能量大于245kJ,错误。 典例4 D 【解析】Cu-Zn-稀硫酸原电池中,Zn较活泼作 负极,Cu作正极,总反应为Zn+H2SO4􀪅􀪅ZnSO4+H2↑。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 019 ▶ A.H+向正极方向移动,在Cu电极上得电子生成H2,铜片上 有气泡冒出,电极反应式为2H++2e-􀪅􀪅H2↑,电极反应 消耗了 H+,一段时间后,铜电极附近溶液pH 增大,正确。 B.在该原电池中,Zn作 为 负 极,发 生 反 应:Zn-2e- 􀪅􀪅 Zn2+,原电池中氧化反应和还原反应分别在两极上进行,因 此锌的溶解速率会比将锌放在等浓度稀硫酸中溶解速率快, 正确。C.电子不下水,离子不出水,正电荷的移动方向代表 电流方向,在外电路中电流流向与电子流向相反,在电解质 溶液中,电流流向与阳离子流向相同、与阴离子流向相反,电 流可以在整个电路中循环,电流方向为Cu片 →导线 → Zn片 →稀硫酸 →Cu片,电流计指针向原电池正极方向 偏转,正确。D.电子不会凭空产生或消失,只会定量转移,在 原电池反应中,负极上失电子数量=导线转移电子数量=正 极上得电子数量=溶液中转移离子所带电荷数量,因此当导 线中有2NA 电子通过时,负极有1molZn失去2mol电子生 成1molZn2+,质量减轻65g,正极Cu电极上有2mol的H+ 得到2mol电子生成1molH2,在标准状况下的体积为22.4L, 但由于题目中没有表明温度、压强,无法计算气体体积,错误。 典例5 C 【解析】A.干电池是一次电池,铅蓄电池是可充 电电池,属于二次电池,氢氧燃料电池属于燃料电池,正确。 B.在干电池中,Zn作负极,被氧化,正确。C.铅蓄电池放电 时作为电源,将化学能转化为电能来供电,充电时作为用电 器耗电,将电能转化为化学能,错误。D.氢氧燃料电池不需 要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内,可以补充,且工作 的最终产物是水,不产生污染,故氢氧燃料电池是一种具有 应用前景的绿色电源,正确。 典例6 C 【解析】A.盐桥的作用是使得正极反应物与负 极反应物分离,防止二者直接发生反应,提高能量转换率,解 题时可直接忽略其存在,直接将ab两烧杯连为一体。根据 电极材料判断,锌和铁作为原电池两极且都能与氧气发生自 发进行的氧化还原反应,由于锌更活泼更容易失电子,所以 锌是负极,发生氧化反应,O2 在正极Fe上得到电子发生还 原反应,正确。B.根据电极反应判断,氨气失电子生成氮气, 化合价升高发生氧化反应,a电极是负极,O2 得到电子生成 OH-,化合价降低发生还原反应,b电极是正极,因此电子由 a电极经导线流向b电极,正确。C.根据离子流向判断,阴离 子从右向左移动,看作阴离子带负电荷想要失电子,因此左 侧为能够失电子发生氧化反应的负极,外电路中电子由 A 电极流向B电极,电流流向与电子流向相反,应该由B电极 流向A电极,错误。D.根据电子流向判断,电子流出的一极 为负极,因此LixC6 作负极,正确。 典例7 A 【解析】A.镀锌铁皮破损后,有雨水等水溶液覆 盖在金属表面上会形成原电池,由于锌更活泼,为原电池负 极,铁被保护起来,铁皮的腐蚀速率减慢,错误。B.将 M、N 和稀硫酸构成原电池,M 上产生气泡,说明 M 是原电池正 极,N是原电池负极,N比 M 活泼,正确。C.实验室制氢气 的反应为Zn+H2SO4􀪅􀪅ZnSO4+H2↑,加入少量胆矾溶 液后发生置换反应:Zn+CuSO4 􀪅􀪅Cu+ZnSO4,生成少量 铜单质,构成Cu-Zn-稀硫酸原电池,电池总反应仍为Zn+ H2SO4􀪅􀪅ZnSO4+H2↑,原电池会加快反应速率(注意胆 矾溶液应为少量,如果过量析出的铜包在锌表面上,锌与稀 硫酸接触面积下降,可能导致反应速率减慢),同时由于与硫 酸铜的置换消耗了少量锌,若原反应为少量锌与过量稀硫酸 反应,会导致氢气产量略有降低,若原反应为过量锌与少量 稀硫酸反应,则不影响氢气产量,正确。D.原电池反应的本 质是自发进行的氧化还原反应,有些氧化还原反应是非自发 的,例如氢气和氧气点燃生成水是自发进行的氧化还原反 应,可设计成原电池,反过来电解水生成氢气和氧气是非自 发进行的氧化还原反应,不能设计成原电池,正确。 第二节 化学反应的速率与限度 一、化学反应的速率 ① Δc Δt ②m∶n∶p∶q ③ 增大 ④减小 ⑤增大 ⑥减 小 ⑦升高 ⑧降低 ⑨增大 ⑩减小 􀃊􀁉􀁓质量 􀃊􀁉􀁔化学 性质 􀃊􀁉􀁕表面积 二、化学反应的限度———化学平衡 ①同一条件下 ②小于 ③􀜩􀜨􀜑 ④􀜩􀜨􀜑 ⑤相等 ⑥= ⑦最大 三、化学反应条件的控制 ①成本 ②实际可能性 典例1 D 【解析】A.并不是所有化学反应都有现象,如大 多数酸碱中和反应无明显现象,错误。B.由公式v= Δc Δt 计算 而来的化学反应速率是平均速率而非瞬时速率,它代表单位 时间内的浓度变化而非某时刻的浓度,错误。C.无论用反应 物还是用生成物表示反应速率,均取正值,错误。D.根据反 应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢,由于纯固体或 纯液体的浓度可视为恒定,因此不能用纯固体或纯液体单位 时间内的浓度变化判断速率大小,正确。 典例2 ①②③⑦ 【解析】①在其他条件不变时,升高温度可增大反应速率,正确。 ②在其他条件不变时,对于有气体参与的反应,缩小容器容 积,增大参与反应的气体的压强,可增大气体浓度,进而加快 反应速率,正确。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 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