假期作业4 化学反应与能量转化-【快乐假期】2025年高一化学暑假大作业（人教版）

　　　　　假期作业４　化学反应与能量转化　　　　 １．化学反应与热能 化 学 反 应 放热反应→ 宏观 　 →E(反)＞E(生) 实例 　 → 燃烧、中和反应、活泼金属与 H２O 或酸反应、大多数化合反应 微观 　 →Q(吸)＜Q(放) 吸热反应→ 宏观 　 →E(反)＜E(生) 实例 　 → NH４Cl与Ba(OH)２􀅰８H２O反应、 C与CO２的反应、大多数分解反应 微观 　 →Q(吸)＞Q(放) ２．化学反应与电能 原 电 池 装置构成 　 负极:较活泼金属;流出电子;发生氧化反应→ 电解质溶液→ 正极:较不活泼金属或非金属;流入电 子;发生还原反应→ 化学电池 　 一次电池:如锌锰干电池→ 燃料电池:如氢氧燃料电池→ 二次电池:如铅酸蓄电池→ ◆[知识点１]　化学能与热能 １．H２ 与O２ 发生反应的过程可用如下模型 图表示(“—”表示化学键).下列说法不 正确的是 (　　) A．过程Ⅰ是吸热过程 B．过程Ⅲ一定是放热过程 C．该反应过程中所有旧化学键都断裂, 且形成了新化学键 D．该反应的能量转化形式只能以热能的 形式进行 ２．下列有关推断错误的是 (　　) A．铁、碳与氯化铁溶液组成原电池,铁极 发生氧化反应 B．铁、银与硫酸铜溶液组成的原电池中, Cu２＋和电子均向银极移动 C．盐酸与氢氧化钠反应的能量变化可用 上图简单表示 D．２H２＋O２ 点燃 　􀪅􀪅２H２O的能量变化如图 所示,可推出反应物的键能总和大于 生成物的键能总和 ３．如图为N２(g)和O２(g)反应生成NO(g)过 程中的能量变化.下列说法正确的是 (　　) A．通常情况下,O２(g)比N２(g)稳定 B．N２(g)和O２(g)反应生成NO(g)是吸 热反应 C．N２(g)和O２(g)反应生成１molNO(g)放 出６３２kJ能量 D．１molN２(g)和１molO２(g)具有的总 能量大于２molNO(g)具有的总能量 ４．某同学做如下实验,以检验反应中的能 量变化. (１)在实验中发现反应后(a)中温度升 高,由此可以判断(a)中反应是　　　　 热反应;(b)中温度降低,由此可以判断 (b)中反应是　　　　热反应. (２)写出铝与盐酸反应的离子方程式 　 　. (３)根据能量守恒定律,(b)中反应物的 总能量应该　　　　(填“高于”或“低 于”)其生成物的总能量. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １１ ◆[知识点２]　化学能与电能 ５．我国航天事业在世界领先,载人飞船中 用到的主要是氢氧燃料电池.下列有关 氢氧燃料电池的说法正确的是 (　　) A．氢氧燃料电池需要点燃引发才能正常 工作 B．若电解质溶液为稀硫酸,正极反应式 为O２＋２H２O＋４e－􀪅􀪅４OH－ C．若电解质溶液为氢氧化钠溶液,电池 工作时OH－向正极移动 D．电解质为溶液高温熔融碳酸盐时,正 极反应物为O２ 和CO２,可实现碳中和 ６．实验探究是提高学习效果的有力手段. 某同学用如图所示装置研究原电池原 理.下列说法错误的是 (　　) A．若图１中的Zn、Cu下端接触,可观察 到Cu片上有无色气泡产生 B．图２中 H＋向Cu片移动 C．图１中气泡产生速度比图２快 D．图３中正极的电极反应式为Cu２＋＋ ２e－􀪅􀪅Cu ７．X、Y、Z、M、N 代表五 种 金 属,有 以 下 反应: ①Y与 M 用导线连接放入稀硫酸中,M 上冒气泡; ②M、N 为 电 极,与 N 的 盐 溶 液 组 成 原电池,电子从 M 极流出,经过 外 电 路流入 N极; ③Z＋２H２O(冷水)􀪅􀪅Z(OH)２＋H２↑; ④水溶液中,X＋Y２＋􀪅􀪅X２＋＋Y. 这五种金属的活动性由强到弱的顺序为 (　　) A．Z＞X＞Y＞M＞N B．Z＞Y＞X＞M＞N C．Z＞X＞Y＞N＞M D．X＞Y＞M＞N＞Z ８．在理论上可设计成原电池的化学反应是 (　　) A．C(s)＋H２O(g)􀪅􀪅CO(g)＋H２(g) B．Ba(OH)２􀅰８H２O(s)＋２NH４Cl(s) 􀪅􀪅BaCl２(aq)＋２NH３􀅰H２O(l)＋ ８H２O(l) C．CaC２(s)＋２H２O(l)􀪅􀪅Ca(OH)２(s) ＋C２H２(g) D．CH４(g)＋２O２(g)􀪅􀪅CO２(g)＋２H２O(l) ９．根据原电池原理,下列有关 如图装置的说法正确的是 (　　) A．若a为 Ag,b为Cu,c为 硫酸铜溶液,则a电 极 有 红 色 固 体 析出 B．若a为Zn,b为Cu,c为稀硫酸,则b 电极发生氧化反应 C．若a为Zn,b为Ag,c为硫酸铜溶液, 每转移０．２mol电子,b电极质量增加 ６．４g D．若a为Fe,b为Cu,c为浓硝酸,则负 极发 生 的 电 极 反 应 式 为 Fe－２e－ 􀪅􀪅Fe２＋ １０．现用如图所示装置来测定某原电池工 作时在一段时间内通过导线的电子的 物质的量.量筒的规格为１０００mL,电 极材料是镁片和铝片.下列有关说法 正确的是 (　　) A．b电极材料是镁片 B．电流经a流向b C．若用NaOH溶液代替稀硫酸,溶液中 的OH－移向铝片一极 D．当量筒中收集到６７２mL气体时,通 过 导 线 的 电 子 的 物 质 的 量 为 ０．０６mol １１．有一种“纸电池”,一面镀锌,一面镀二 氧化锰,纸内的离子“流过”水和氧化锌 组成的电解液,电池总反应式为:Zn＋ ２MnO２＋H２O􀪅􀪅ZnO＋２MnO(OH). 下列说法正确的是 (　　) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ２１ A．该电池的正极材料是锌 B．该电池反应中二氧化锰发生了氧化 反应 C．电池的正极反应式为 MnO２＋H２O＋ ２e－􀪅􀪅MnO(OH)＋OH－ D．当有１mol锌溶解时,转移的电子数 约为１．２０４×１０２４ １２．下列关于四种电池的叙述正确的是 (　　) A．电池Ⅰ中电子的流向:Zn→Cu→稀 硫酸→Zn B．电池Ⅱ中石墨棒上发生还原反应, MnO２ 作催化剂 C．电池Ⅲ是二次电池,充电时电能转化 为化学能 D．电池Ⅳ中正极的电极反应式:O２＋ ２H２O＋４e－􀪅􀪅４OH－ １３．某兴趣小组依据反应Zn＋CuSO４ 􀪅􀪅 ZnSO４＋Cu探究原电池的工作原理,将 质量相等的锌片和铜片用导线相连浸 入硫酸铜溶液中构成如图１装置. (１)该反应的能量变化可用图２中的 　　　(填“甲”或“乙”)表示. (２)若断开K,锌片上　　　(填“有”或 “无”,下同)氧化还原反应发生,导线 上　　　　　电流产生. (３)连 接 K,锌 片 上 的 电 极 反 应 式 为 　　　　 　.２min后测得锌片和铜片 之间的质量差为１．２９g,则导线中通过 电子的物质的量为　　　mol. (４)连接 K一段时间后,测得铜片质量 增加３．２g,同时锌片质量减少３．３g, 则这段时间内该装置消耗的化学能转 化为电能的百分比为　　　　(结果精 确到０．０１％). (５)常温下,将除去表面氧化膜的铝片、 铜片插入浓 HNO３ 中组成原电池装置 (如图３甲),测得原电池的电流强度 (I)随时间(t)的变化如图３乙所示,反 应过程中有红棕色气体产生. t１s前,原电池的负极是　　　　 　, t１s后,外电路中电子流动方向发生改 变,原因是 　. 水果电池的发电原理 水果电池的发电原理:两种金属片的电 化学活性是不一样的,其中更活泼的那边的金 属片能置换出水果中的酸性物质的氢离子,由 于产生了正电荷,整个系统需要保持稳定(或 者说是产生了电场,电场造成下列结果),所以 在组成原电池的情况下,由电子从回路中保持 系统的稳定,这样的话理论上来说电流大小直 接和果酸浓度相关,(如果是要表达为一个函 数关系的话,那么这个函数其实是和离子强度 有关的而且还是定量关系,和离子浓度有定性 的关系),在此情况下,如果回路的长度改变, 势必造成回路的改变,所以也会造成电压的 改变. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ３１ 假期作业４ １．D　[过程Ⅰ,H２ 和 O２ 中的化学键断裂吸收能量,属于 吸热过程,A正确;过程Ⅲ,形成水分子中化学键的过程释 放能量,属于放热过程,B正确;H２ 和 O２ 反应生成 H２O,所 有旧化学键都断裂,且形成了新化学键,C正确;该反应中的 能量转化形式有化学能转化为化学能、化学能转化为热能 等,D错误.] ２．D　[A．铁、碳与氯化铁溶液组成原电池,铁极失去电子 发生氧化反应,A正确;B．铁、银与硫酸铜溶液组成的原 电池中,银极得电子为正极,Cu２＋ 和电子均向正极移动, B正确;C．由图知反应物总能量高于生成物总能量,该 反应为放热反应,盐酸与氢氧化钠反应为放热反应,其 能量变化可用上图简单表示,C 正确;D．２H２＋O２ 点燃 　 􀪅􀪅 ２H２O的能量变化如图所示,根据反应热＝反应物的键 能总和－生成物的键能总和,可推出反应物的键能总和 小于生成物的键能总和,D错误.] ３．B　[A．N２(g)断键吸收的能量比 O２(g)多,因此 N２(g) 更稳定,A错误;B．１molN２(g)和１molO２(g)的反应吸 收的总能量为９４６kJ＋４９８kJ＝１４４４kJ,生成２molNO (g)放出的总能量为２×６３２kJ＝１２６４kJ,吸收的总能量 大于放出的总能量,反应是吸热反应,B正确;C．１molN２ (g)和１molO２(g)的反应吸收的总能量为９４６kJ＋４９８kJ ＝１４４４kJ,生成２molNO(g)放出的总能量为２×６３２kJ ＝１２６４kJ,吸 收 的 能 量 比 放 出 的 能 量 多 １８０kJ,生 成 １molNO(g)吸收９０kJ能量,C错误;D．因为反应为吸 热反应,所以１molN２(g)和１molO２(g)具有的总能量 小于２molNO(g)具有的总能量,D错误.] ４．解析:(１)反应后(a)中温度升高,(b)中温度降低,说明 (a)中反应为放热反应,(b)中反应为吸热反应. (２)铝与盐酸反应的离子方程式为 ２Al＋６H＋ 􀪅􀪅２Al３＋ ＋３H２↑. (３)(b)中 反 应 为 吸 热 反 应,根 据 能 量 守 恒 定 律, (b)中反应物的总能量应低于生成物的总能量. 答案:(１)放　吸 (２)２Al＋６H＋ 􀪅􀪅２Al３＋ ＋３H２↑ (３)低于 ５．D　[A．氢氧燃料电池是将化学能直接转化为电能的装 置,不需要点燃,A 项错误;B．若电解质溶液为稀硫酸, 正极发生还原反应,电极反应式为 O２＋４e－ ＋４H＋ 􀪅􀪅 ２H２O,B项错误;C．若电解质溶液为氢氧化钠溶液,电 池工作时阴离子向负极发生移动,即电池工作时 OH－ 向负极移动,C项错误;D．电解质为高温熔融碳酸盐时, 负极发生反应２H２＋２CO２－３ －４e－ 􀪅􀪅２H２O＋２CO２,正 极发生的反应为 O２＋２CO２＋４e－ 􀪅􀪅２CO２－３ ,转移电子 数相同的情况下生成和消耗的二氧化碳相等,可以实现 碳中和,D项正确.] ６．C　[A．Zn、Cu直接接触就能构成闭合回路而形成原电 池,稀硫酸作电解质溶液,锌为负极、铜为正极,正极上 氢离子得到电子生成氢气,所以 Cu片上可看到有气体 产生,故 A正确;B．氢离子带正电荷,向正极移动,即向 Cu片移动,故B正确;C．图１没有形成原电池、图２形成 原电池,图１中气泡产生速度比图２慢,故 C错误;D．图 ３中正极的电极反应为铜离子得到电子发生还原反应得 到铜,Cu２＋ ＋２e－ 􀪅􀪅Cu,故 D正确.] ７．A　[①Y与 M 用导线连接放入稀硫酸中,形成原电池, M 上冒 气 泡,则 M 是 正 极,Y 的 金 属 活 动 性 比 M 强. ②M、N 为电极,与 N 的盐溶液组成原电池,电子从 M 极流出,经过外电路流入 N 极,则 M 是负极,M 的金属 活动性比 N强;③Z能与冷水反应生成 H２,则 Z是非常 活泼的金属;④X 能置换出 Y,则 X 的金属活动性比 Y 强.综上所述,这五种金属的活动性按由强到弱的顺序 排列为Z＞X＞Y＞M＞N.] ８．D　[能设计成原电池的化学反应属于自发进行的氧化 还原反应.A为非自发的氧化还原反应,B、C不属于氧 化还原反应,D为能自发进行的氧化还原反应.] ９．C　[A．Ag无法置换硫酸铜中的铜,不存在自发的氧化 还原反应,不能实现化学能转化为电能,故 A错误;B．Zn 比 Cu活泼,故 Zn作负极,Cu作正极,正极发生还原反 应,故B错误;C．锌比银活泼,锌为负极,银为正极,负极 反应式为Zn－２e－ 􀪅􀪅Zn２＋ ,正极反应式为 Cu２＋ ＋２e－ 􀪅􀪅Cu,转移０．２mol电子,生成０．１molCu,即正极质量 增加０．１mol×６４g/mol＝６．４g,故C正确;D．铁比铜活 泼,但铁遇浓硝酸会钝化,故铜作负极,负极反应式为 Cu －２e－ 􀪅􀪅Cu２＋ ,故 D错误.] １０．C　[根据原电池的工作原理,由装置图知,电极b产生 气体,则b为正极,电极b为铝片,电极反应式为２H＋ ＋２e－ 􀪅􀪅H２↑;电极a为镁片,作负极,电极反应式为 Mg－２e－ 􀪅􀪅Mg２＋ ,电流经正极流向负极,阳离子移向 正极,阴离子移向负极,据此分析作答.A．由分析知,b 电极材料为铝片,A 项错误;B．由分析知,电极a为负 极,电极b为正极,电流由正极流向负极,即电流经b流 向a,B项错误;C．用 NaOH 溶液代替稀硫酸,则铝作负 极,阴离子移向负极,则溶液中的 OH－ 移向铝片一极, C项正确;D．未说明标准状况,无法计算量筒中收集气 体的物质的量,无法计算通过导线的电子的物质的量, D项错误.] １１．D　[A．从总反应看 Zn失电子发生氧化反应,为电池 的负极,而 MnO２ 中 Mn的化合价降低发生还原反应, 为电池的正极,A 项错误;B．而 MnO２ 中 Mn的化合价 降低,得电子发生了还原反应,B项错误;C．MnO２ 为正 极发生还原反应生成 MnO(OH),电极反应式为 MnO２ ＋H２O＋e－ 􀪅􀪅MnO(OH)＋OH－ ,C项错误;D．Zn－ ２e－ ＋２OH－ 􀪅􀪅ZnO＋H２O,n(e－ )＝２mol,个数约为 ２mol×６􀆰０２×１０２３ mol－１＝１􀆰２０４×１０２４,D项正确.] １２．C　[A．电池Ⅰ为原电池,Zn作负极,电子从锌流出沿 导线流向铜,电子不能通过电解质溶液,A 错误;B．电 池Ⅱ为锌锰干电池,锌作负极,石墨作正极,MnO２ 在正 极得电子发生还原反应,为氧化剂,B错误;C．电池Ⅲ 为铅酸蓄电池,是二次电池,充电时将电能转化为化学 能,C正确;D．电池Ⅳ为酸性氢氧燃料电池,氧气在正 极反应,电 极 反 应 式 为:O２＋４H＋ ＋４e－ 􀪅􀪅２H２O,D 错误.] １３．解析:(１)Zn＋CuSO４ 􀪅􀪅ZnSO４＋Cu反应放热,反应 物的总能量大于生成物的总能量,该反应的能量变化 可用图２中的甲表示. (２)若断开 K,锌直接与硫酸铜发生反应 Zn＋CuSO４ 􀪅􀪅ZnSO４＋Cu,锌片上有氧化还原反应发生,没有形 成闭合电路,不能构成原电池,导线上无电流产生. (３)连接 K,构成原电池,锌是负极,锌失电子发生氧化 反应,锌片上的电极反应式为Zn－２e－ 􀪅􀪅Zn２＋ .铜片 发生反应 Cu２＋ ＋２e－ 􀪅􀪅Cu,２min后测得锌片和铜片 之间的质量差为１．２９g,设导线中通过电子的物质的 量为x mol.则 锌 片 消 耗 ０􀆰５x molZn、铜 片 上 生 成 ０􀆰５xmolCu,０􀆰５x(６５＋６４)＝１􀆰２９,x＝０􀆰０２mol. (４)铜片发生反应 Cu２＋ ＋２e－ 􀪅􀪅Cu,连接 K 一段时间 后,测得铜片质量增加３．２g,则电路中转移０．１mol电子, 同时锌片质量减少３．３g,锌 失 电 子 的 物 质 的 量 约 为 ０􀆰１０１５４mol,则这段时间内该装置消耗的化学能转化 为电能的百分比为 ０．１ ０．１０１５４×１００％≈９８．４８％ . (５)t１s前,铝与浓硝酸发生反应,原电池的负极是铝, t１s后,随着反应的进行,铝表面钝化形成氧化膜阻碍反 应进行,此时铜作负极,电流方向相反. 答案(１)甲　(２)有　无　(３)Zn－２e－ 􀪅􀪅Zn２＋ 　０􀆰０２ (４)９８􀆰４８％ (５)铝片　随着反应的进行,铝表面钝化形成氧化膜阻 碍反应进行,此时铜作负极,电流方向相反 假期作业５ １．B　 [根 据 公 式v(NH３)＝ Δc Δt ,可 得:Δt＝ Δcv(NH３) ＝ ０．６mol􀅰L－１ ０．３０mol􀅰L－１􀅰s－１ ＝２s.] ２．C　[２min后生成的 C物质的量为０．５mol/L×２L＝ １mol,生成的 D 物质的量为０．７５mol􀅰L－１×２min× ２L＝３mol,物质的量的改变量之比等于其化学计量数 之比,故x＝３;根据相关数据列三段式如下: 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ８５