第5周·周末作业 化学反应与能量转化-【新课程学案】2025-2026学年高中化学必修第二册配套练习word（鲁科版 多选版）

第5周·周末作业　化学反应与能量转化 一、选择题 1．冰袋有降温、保鲜等用途。下列物质不能用于制作冰袋的是(　　) A．冰 B．硝酸铵和水 C．生石灰和水 D．硝酸铵和水合碳酸钠 2．(2025·安徽安庆期中)下列生活用品中，能将化学能直接转化为电能的是(　　) 3．2025年4月8日，我国科学院金属研究所通过在二氧化钛中掺入＋3价的金属钪，成功研发出金红石相二氧化钛光催化材料，分解水产生氢气。该材料在模拟太阳光下的产氢效率比传统二氧化钛高出15倍。下列说法错误的是(　　) A．催化剂二氧化钛中掺杂的钪元素属于稀土金属元素 B．光催化分解水是将太阳能转化为化学能 C．化石能源包括煤、石油、天然气，是不可再生能源 D．煤中加入生石灰，能有效缓解因为二氧化碳过度排放而导致的“温室效应” 4．科学家研制出一种复合光催化剂，可利用太阳光实现高效分解水，其主要过程如下图所示。已知：几种物质中化学键的键能如下表所示： 化学键 H2O中的H—O键 O2中的O===O键 H2中的H—H键 H2O2中的O—O键 H2O中的O—H键 键能/(kJ·mol－1) 463 496 436 138 463 则下列说法不正确的是(　　) A．过程Ⅰ若有2 mol水参加反应，则吸收926 kJ热量 B．过程Ⅱ属于放热过程 C．过程Ⅱ和过程Ⅲ只有新化学键的形成 D．上述过程中，反应物的总能量小于生成物的总能量 5．(2025·山西太原期中)以下化学反应与能量转化形式对应错误的是(　　) 选项 化学反应 能量转化形式 A CH4＋2O2CO2＋2H2O 化学能转化为热能 B Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O 化学能转化为电能 C CaCO3CaO＋CO2↑ 热能转化为化学能 D mH2O＋nCO2Cn(H2O)m＋nO2 光能转化为化学能 6．[双选]关于下列电池的说法不正确的是(　　) A．图甲中苹果含有苹果酸可导电，铁片作负极 B．图乙中由于空气中的O2在Cu片表面得电子，使铜片附近溶液pH减小 C．图丙中酸性锌锰干电池中锌筒作负极被不断消耗，用久有漏液风险 D．图丁中电子从石墨电极流向镁电极 二、非选择题 7．(14分)化学反应的能量变化及原电池的工作原理是当今化学研究的热点。回答下列问题： (1)反应3A2(g)===2A3(g)的能量变化如图所示。 ①过程ⅱ　　　　(填“吸收”或“放出”)能量。 ②该反应中：反应物的总能量　　　　(填“>”“<”或“＝”，下同)生成物的总能量；A2(g)的稳定性　　　　A3(g)的稳定性。 (2)CH3OH是一种清洁能源，某CH3OH碱性燃料电池的工作原理如图 所示(2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O)。 ①CH3OH在空气中完全燃烧的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②A极为　　　极，外电路中电子移动方向为　　　(填“A→B”或“B→A”)。 ③该装置工作一段时间后，溶液的pH　　　(填“升高”“降低”或“不变”)。 8．(16分)(2025·福建三明期中)化学反应中伴随着能量变化，请按要求回答下面的问题。 (1)化学反应在理论上可以设计成原电池的是________。 A．CO2＋C===2CO B．SO3＋H2O===H2SO4 C．CH4＋2O2===2H2O＋CO2 D．Ba(OH)2＋H2SO4===BaSO4↓＋ 2H2O (2)Fe和Mg与H2SO4反应的实验记录如下，关于上述实验说法不合理的是______。 实验 现象 Fe表面产生大量无色气泡 Fe表面产生少量气泡后迅速停止 Mg表面迅速产生大量气泡 Fe表面有大量气泡，Mg表面有少量气泡 A.Ⅰ中产生气体的原因是Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ B．取出Ⅱ中的铁棒放入CuSO4溶液立即析出红色固体 C．取出Ⅲ中的镁棒放入CuSO4溶液立即析出红色固体 D．Ⅳ中现象说明Fe的金属性比Mg强 (3)设计原电池装置证明Fe3＋的氧化性比Cu2＋强。 ①写出能说明氧化性Fe3＋大于Cu2＋的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　。 ②在方框中画出装置图，要求标注电极材料及用途、正负极、电解质溶液。 (4)某兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了一系列实验。实验结果记录如下表： 编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向 1 Mg、Al 稀盐酸 偏向Al 2 Al、石墨 稀盐酸 偏向石墨 3 Al、Cu 浓硝酸 偏向Al 4 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg 根据表中记录的实验现象，回答下列问题。 ①实验1中铝电极的电极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②实验2中，一段时间后产生标准状况下的5.6 L气体，整个电路中转移的电子数为　　　　　　。 ③实验3中电流表指针偏向Al的原因为　　　　　　　　　　　　　　。 ④实验4中铝电极的电极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 第5周·周末作业 1.选C　冰融化吸热,属于物理过程,符合降温目的,A不符合题意;硝酸铵溶解吸热,是常见冰袋材料,B不符合题意;生石灰与水反应生成氢氧化钙,放出大量热,无法降温,故不能用于制作冰袋,C符合题意;硝酸铵与水合碳酸钠混合时,两者溶解均吸热,协同作用增强降温效果,D不符合题意。 2.选C　打火机把化学能转化为热能、光能,故不选A;电饭煲把电能转化为热能,故不选B;手机电池把化学能直接转化为电能,故选C;电热毯把电能转化为热能,故不选D。 3.选D　钪是第21号元素,属于稀土金属元素,A正确;能量变化形式是光能变为化学能,B正确;煤、石油、天然气为三大化石能源,均为不可再生能源,C正确;生石灰与二氧化碳反应生成碳酸钙,高温条件下碳酸钙又会分解成生石灰和二氧化碳,并不能降低二氧化碳的排放,D错误。 4.选C　结合表格中的信息可知,H—O键能为463 kJ·mol-1,过程Ⅰ若有2 mol水参加反应,断裂2 mol H—O键,则吸收926 kJ热量,A正确;过程Ⅱ形成H—H键(键能436 kJ·mol-1)会释放能量,属于放热过程,B正确;由图可知,过程Ⅲ断裂了H2O2中的H—O键,C错误;总反应为水的分解反应,热化学方程式为2H2O(g)2H2(g)+O2(g),ΔH=4×463 kJ·mol-1-(2×436 kJ·mol-1+496 kJ·mol-1)=+484 kJ·mol-1,该反应为吸热反应,反应物的总能量小于生成物的总能量,D正确。 5.选B　CH4+2O2CO2+2H2O是放热反应,将化学能转变为热能,故A正确;铅蓄电池放电时将化学能转变为电能,充电时将电能转变为化学能,故B错误;CaCO3CaO+CO2↑是吸热反应,将热能转化为化学能,故C正确;mH2O+nCO2Cn(H2O)m+nO2是光合作用,将光能转化为化学能,故D正确。 6.选BD　图甲苹果中的苹果酸是电解质,该装置为原电池,铁片活泼性强,作负极,A正确;图乙装置能够形成原电池,其中电解质为饱和食盐水,铁片活泼性强,作负极,铜片作正极,正极为氧气得电子,转化为OH-,所以铜片附近溶液pH增大,B错误;图丙的酸性锌锰干电池中锌筒作负极,失去电子被消耗,用久有漏液风险,C正确;由图丁可知,Mg作负极,石墨作正极,所以电子从镁电极流向石墨电极,D错误。 7.解析:(1)①过程ⅱ是从高能量到低能量,因此该过程为放热过程;②观察图像可知,该反应中反应物的总能量比生成物的总能量高,因此该反应为放热反应,能量越高则物质稳定性越差,即A2(g)的稳定性<A3(g)的稳定性;(2)①CH3OH在空气中完全燃烧生成水和二氧化碳,化学方程式为2CH3OH+3O22CO2+4H2O;②CH3OH碱性燃料电池中,氧气得到电子发生还原反应,通入O2的电极为正极,A极为正极,电子从负极流出,流入正极,即B→A;③据总反应可知,反应消耗KOH,同时生成水,因此pH降低。 答案:(1)①放出　②>　< (2)①2CH3OH+3O22CO2+4H2O　②正　B→A　③降低 8.解析:(1)在理论上可以设计成原电池的反应为自发的氧化还原反应;该反应为吸热反应,不能设计成原电池,故A错误;该反应中元素化合价未发生改变,不属于氧化还原反应,不能设计成原电池,故B错误;该反应中C、O元素化合价发生变化,属于氧化还原反应且为放热反应,能设计成原电池,故C正确;该反应中元素化合价未发生改变,不属于氧化还原反应,不能设计成原电池,故D错误。(2)Ⅰ中铁与稀硫酸反应生成氢气,化学方程式为Fe + 2H+Fe2+ +H2↑,故A正确;Ⅱ中的铁棒遇浓硫酸发生钝化,再放入CuSO4溶液中无明显现象,故B错误;根据实验现象:Mg表面迅速产生大量气泡,说明镁在浓硫酸中不钝化,取出Ⅲ中的镁棒放入CuSO4溶液立即析出红色固体铜,故C正确;根据原电池的工作原理可知,正极上产生气泡,因此铁作正极,镁作负极,活泼金属作负极,Ⅳ中现象说明Mg的金属性比Fe强,故D错误。(3)①能说明氧化性Fe3+大于Cu2+的离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+;②由化学方程式2Fe3+++Cu2+可知,铜发生氧化反应,作负极;铁离子发生还原反应,则可用石墨作正极,电解质溶液为氯化铁溶液,则装置图: (4)①实验1中铝电极的电极反应式:2H++2e-H2↑;②实验2中,一段时间后产生标准状况下的5.6 L气体,即0.25 mol H2,则整个电路中转移0.25 mol×2=0.5 mol电子,则转移的电子数为0.5NA;③实验3中电流表指针偏向Al的原因为常温下,Al在浓硝酸中钝化;④实验4中铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,铝发生氧化反应,则铝电极为负极,则电极反应式:Al-3e-+4OH-[Al(OH)4]-。 答案:(1)C (2)BD (3)①2Fe3++CuCu2++2Fe2+ ② (4)①2H++2e-H2↑　②0.5NA　③常温下,Al在浓硝酸中钝化　④Al-3e-+4OH-[Al(OH)4]- 学科网（北京）股份有限公司 $