热能与电能限训-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

热能与电能限训 ‌“化学研究不会使我们生活更安逸，但它可以使我们的生活更安全”‌ 丹尼尔·麦克福兰揭示化学研究的实用主义价值‌。 一、单选题 1．下列说法正确的是 A．在化学反应中，吸热反应一定需要加热才能反应 B．热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，可以是分数 C．1mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成1 mol BaSO4时放出的热量为57.3kJ D．已知为放热反应，则的能量一定高于的能量 2．下列说法中正确的是 A．已知，则 B．，则碳的燃烧热 C．已知，则稀硫酸和澄清石灰水混合，其热化学方程式为 D．下，将和置于密闭的容器中充分反应生成，放热，其热化学方程式为 3．金属钾和反应生成的能量循环如图：下列说法正确的是 A．， B．， C． D．在相同条件下，，则 4．人类活动排放的主要来自各种燃烧过程，其中工业窑炉和汽车排放的最多。汽车尾气管的三元催化器可将汽车尾气排出的、等有害气体转变为无害的二氧化碳和氮气，各物质中化学键的键能如表： 化学键 键能/ 1071.1 632 946 803 则反应的为 A． B． C． D． 5．已知：①H2O(g)=H2O(l)　ΔH=-Q1 kJ/mol ②C2H5OH(g)=C2H5OH(l)　ΔH=-Q2 kJ/mol ③C2H5OH(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)  ΔH=-Q3 kJ/mol 下列判断正确的是 A．酒精的燃烧热为Q3 kJ/mol B．若使46 g酒精液体完全燃烧，释放出的热量为(3Q1-Q2＋Q3)kJ C．H2O(g)→H2O(l)释放出了热量，所以该过程为化学变化 D．由③可知1mol C2H5OH(g)能量高于2 mol CO2(g)和3 mol H2O(g)的总能量 6．下列有关化学反应与热效应的说法正确的是 A．HCl和NaOH的稀溶液反应生成1mol的反应热，则和的稀溶液反应生成1mol的反应热△H = -57.3kJ/mol B．甲烷的燃烧热，则 C．已知。将6mol和过量的在一定条件下充分反应，放出热量184.8kJ D．在低温下能自发进行，则该反应的 7．关于化学反应与能量的说法正确的是 A．甲烷的燃烧热为，则甲烷燃烧热的热化学方程式可表示为： B．已知，则可知金刚石比石墨更稳定 C．已知稀溶液中，，则醋酸溶液与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出小于57.3kJ的热量 D．一定条件下，将和置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ，则其热化学方程式为：N2(g)+3H2(g) ⇋ 2NH3 8．下列图示与对应的叙述不相符的是 A．(a)图可表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化 B．通过(b)图可知石墨比金刚石稳定 C．由(c)图可知，1mol O2(g)和2molSO2(g)反应放出的热量为(a-b)kJ D．由(d)图可知，A与C的能量差为： E4-E1-E3＋E2 9．下列关于原电池的叙述中，正确的是 ①构成原电池的正极和负极必须是两种金属 ②原电池是化学能转变为电能的装置 ③在原电池中，电子流入的一极是正极，该电极上发生还原反应 ④在原电池中，电流从负极流向正极 ⑤在原电池中，电解质溶液或熔融电解质中的阳离子向负极移动 A．①②⑤ B．②③ C．② D．③⑤ 10．CCTV报道，解放军总后勤部提出要让每个野外作业的战士都吃上热饭菜，其中一种方法是利用原电池原理，将食盐颗粒、炭屑、铁屑装入食品包装的夹层中密封起来，使用时撕开一口子，加入适量水振荡，就会产生热量加热食品。以下叙述正确的是 A．铁作负极，发生氧化反应 B．碳作负极，发生还原反应 C．铁作正极，发生还原反应 D．碳作正极，发生氧化反应 11．下列装置中，电流计指针能发生偏转的是 A．B．C． D． 12．下列装置不能形成原电池的是 A．①⑤⑥⑦ B．①②③⑤ C．②④⑥⑦ D．①②③④ 13．图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示 A．锌棒的质量 B．c(Zn2＋) C．pH D．c() 14．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，b发生还原反应；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，流向d极，则四种金属的活动性由强到弱的顺序为 A．a>b>c>d B．b>d>c>a C．c>a>b>d D．a>c>d>b 15．将反应设计成原电池，某一时刻的电子流向及电流计(G)指针偏转方向如图所示，下列有关叙述正确的是 A．盐桥中的移向溶液 B．工作一段时间后，溶液中减小 C．电子由溶液通过盐桥移向溶液 D．作负极，发生还原反应 16．足量铁粉与盐酸反应，下列措施能加快该反应速率且不影响产生的氢气的量的是 ①适当加热    ②加入少量CuSO4(s)    ③加入少量铜粉    ④加入2 mol·L-1的硝酸溶液 ⑤通入HCl气体    ⑥加入少量醋酸    ⑦将铁粉改为铁片 A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．⑤⑥⑦ 二、填空题 17．回答下列问题： (1)写出该反应的热化学方程式：1molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出157.3kJ的热量： 。 (2)写出燃烧热的热化学方程式：23gC2H5OH(l)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水，放出akJ的热量： 。 (3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。已知： ； ； 。 则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为 。 (4)N2(g)和H2(g)反应生成2molNH3(g)的过程中能量变化如图所示，写出该反应中每消耗1molN2(g)时的热化学方程式： 。 (5)通常把拆开1mol某化学键吸收的能量看做是该化学键的键能。下表是常见的键能数据： 化学键 H-O C=O H-H C-H 键能(kJ/mol) a b c d 写出CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)的热化学方程式： 。 18．研究化学反应中的能量变化有利于更好地开发和利用化学能源。 (1)历史上曾用“地康法”制氯气，反应为4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)，已知相关化学键的键能(E)如表所示。 化学键 Cl―Cl O2中的化学键 O―H H―Cl 247 497 463 431 ①该反应的为，其能量转化形式是 能转化为 能。 ②该反应转移2 mol 电子时，放出kJ 热量；消耗1 mol氧化剂时，放出kJ 热量。 ③对于反应H2(g)+Cl2(g) =2HCl(g)，测得生成2 mol HCl(g)时，反应放出183 kJ的热量，则2 mol H2(g)和O2(g)反应生成气态水的热化学方程式为 。 (2)CH4用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图如图所示， 主要热化学方程式如下： 2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s) ΔH=−479.8 kJ•mol−1 CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(l)+4Ni(s) ΔH=+68.9 kJ•mol−1 ①写出甲烷燃烧热的 ΔH= 。 ②CH4的“化学链燃烧”有利于二氧化碳的分离与回收，所放出的热量在相同条件下与CH4直接燃烧相比 (填“前者大”“后者大”或“相同”)，原因是 。 (3)已知H2的燃烧热ΔH=−285.8 kJ•mol−1、CO的燃烧热ΔH=−283 kJ•mol−1，25℃时，4g H2和28g CO的混合气体充分燃烧，恢复至原温度，放出的热量为 kJ。 19．按要求回答下列问题： (1)从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)。已知该反应为放热反应，下图能正确表示该反应中能量变化的是 。 从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化，化学键的键能如下表所示： 化学键 H-H O=O H-O 键能 436 496 463 则生成1molH2O(g)可以放出热量 kJ。 (2)下列反应中，属于放热反应的是。 a．盐酸与烧碱溶液反应 b．Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑ c．氢气在氧气中燃烧生成水 d．高温煅烧石灰石使其分解 e．铝和盐酸反应 f．葡萄糖在人体内氧化分解 (3) 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装置甲中溶液中的阴离子移向 极(填“A”或“B”)。 ②装置乙中正极的电极反应式为 。 ③四种金属活动性由强到弱的顺序是 。 20．原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。 (1)现有如下两个反应： A．；       B．。 判断能否设计成原电池A ，B (填“能”或“不能”)。 (2)将纯锌片和纯铜片按图中方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：    ①下列说法正确的是 。 A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置         B．乙中铜片上没有明显变化 C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少       D．两烧杯中溶液的均增大 ②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲 乙(填“>”“<”或“=”)。 ③请写出图中构成原电池的负极电极反应式： 。构成原电池的电池工作时，溶液中向极移动；电池工作完成后，溶液中浓度 (填“增大”或“减小”或“不变”)。 ④当乙中产生1.12L标准状况气体时，将锌、铜片取出，再将烧杯中的溶液稀释至1L，测得溶液中设反应前后溶液体积不变。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为 。 (3)当甲中产生1.12L标准状况气体时，理论上通过导线的电子数目为 。 热 原电池答题纸 姓名 班级 17． (1) 。 (2) 。 (3) 。 (4) 。 (5) 。 18． (1)① 能转化为 能。 ② . ③ 。 (2)① 。 ② (3) 。 19． (1) 。 。 (2) 。 (3) ① 。 ② 。 ③ 。 20． (1) ， (2) ① 。 ② 。 ③： 。 。 ④ 。 (3) 。 第7页共8页◎第8页共8页 第5页共8页◎第6页共8页 学科网（北京）股份有限公司 《热 原电池》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A D B B D C C B A 题号 11 12 13 14 15 16 答案 A A A D B A 17．(1)2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)　△H=-314.6kJ/mol (2)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)　△H=-2akJ/mol (3)C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g)　△H=+34.5kJ/mol (4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　△H=-92.2kJ/mol (5)CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)　△H=(4d+4a-2b-4c)kJ/mol 【详解】（1）1molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出157.3kJ的热量，反应的热化学方程式为2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)　△H=-314.6kJ/mol； （2）23gC2H5OH(l)即0.5molC2H5OH(l)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水，放出akJ的热量，则1molC2H5OH(l)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水，放出2akJ的热量，可得燃烧热表示的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)　△H=-2akJ/mol； （3）①；②；③，①+②-③可得：C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g)△H=+34.5kJ·mol-1； （4）根据图象可知，生成2molNH3(g)放热427.2kJ-335kJ=92.2kJ，每消耗1molN2(g)时的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　△H=-92.2kJ/mol； （5）根据反应的焓变等于反应物的总键能-生成物的总键能，可得CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)　△H=(4d+4a-2b-4c)kJ/mol。 18．(1) -125kJ•mol-1 化学 热 62.5 125 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH= -491 kJ/mol (2) -890.7kJ•mol-1 相同 一个化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的 (3)854.6 【详解】（1）①△H=反应物总键能-生成物总键能=(4×431+497)kJ·mol-1-(2×247+4×463) kJ·mol-1=-125 kJ·mol-1； 能量转化形式为化学能转化为热能，放出热量； ②4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) △H=-125 kJ·mol-1反应中，1molO2参加反应转移4mol电子，放出125kJ热量，该反应转移2 mol 电子时，放出热量； 4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) △H=-125 kJ·mol-1反应中，O2为氧化剂，1molO2反应，放出热量为125kJ； ③根据反应H2(g)+Cl2(g) =2HCl(g)，测得生成2 mol HCl(g)时，反应放出183 kJ的热量可得到热化学方程式为：反应I：H2(g)+Cl2(g) =2HCl(g) △H=-183kJ·mol-1，反应II：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) △H=-125 kJ·mol-1，2×反应I+反应II得到：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ，根据盖斯定律，△H=2×(-183kJ·mol-1)+( -125 kJ·mol-1)=-491 kJ·mol-1；答案是：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH= -491 kJ/mol； （2）①已知：2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s)　ΔH=-479.8kJ·mol-1；CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(l)+4Ni(s)　ΔH=+68.9kJ·mol-1，结合盖斯定律，将第一个方程式乘以2加上第二个方程式得CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.7kJ·mol-1，则CH4的燃烧热是ΔH =-890.7kJ·mol-1； ②由盖斯定律知一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成，反应热是相等的，则CH4的“化学链燃烧”所放出的热量在相同条件下与CH4直接燃烧所放出的热量相同； （3）燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，则1mol H2完全燃烧放出285.8kJ的热量，1mol CO完全燃烧放出283.0kJ的热量，4g H2为2mol，28 g CO为1mol，充分燃烧，恢复至原温，能放出的热量为285.8kJ·mol-1×2mol+283.0 kJ=854.6 kJ。 19．(1) a 242 (2)acef (3) A Cu2++2e-=Cu D＞A＞B＞C 【详解】（1）2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的反应为放热反应，说明反应物的能量比生成物的能量高。图示中a为放热反应，b为吸热反应，则表示2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的能量变化可以用图a表示； 反应热等于断裂反应物化学键吸收的能量与形成生成物化学键释放的能量差，则该反应的反应热△H=2×436 kJ/mol+496 kJ-4×463 kJ/mol= - 484 kJ/mol，产生2 mol水蒸气放出热量是484 kJ，则反应产生1 mol H2O(g)放出热量是242 kJ； （2）a．盐酸与烧碱溶液反应是酸碱中和反应，是放热反应，a符合题意； b．反应Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑吸收热量，因此该反应属于吸热反应，b不符合题意； c．氢气在氧气中燃烧生成水时会放出热量，因此该反应为放热反应，c符合题意； d．高温煅烧石灰石使其分解，发生反应会吸收热量，因此该反应为吸热反应，d不符合题意； e．铝和盐酸反应产生氯化铝和氢气，该反应发生放出热量，因此反应为放热反应，e符合题意； f．葡萄糖在人体内氧化分解是一个放热反应。这个过程是人体获取能量的主要途径之一，f符合题意； 故合理选项是acef； （3）①装置甲中A不断溶解，则金属活动性：A＞B，在构成的原电池中，电极A为负极，电极B为正极，溶液中的阴离子向正电荷较多的负极A电极移动； ②在装置乙构成的原电池中，C的质量增加，说明C活动性比B弱，B为负极，C为正极，在正极C上，Cu2+得到电子变为单质Cu，故正极的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu； ③根据装置甲可知金属活动性：A＞B；根据装置乙可知金属活动性：B＞C；根据装置丙可知金属活动性：D＞A，则四种金属活动性由强到弱的顺序为：D＞A＞B＞C。 20．(1) 不能 能 (2) BD 负 不变 (3) 【详解】（1）原电池的构成条件之一为自发的氧化还原反应，A．NaOH+HCl═NaCl+H2O不是氧化还原反应，不能设计成原电池；B．Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑是氧化还原反应，能设计成原电池； （2）①A．甲构成原电池，将化学能转变为电能，乙中铜锌没有用导线连接，乙没有形成原电池，乙不能将化学能转变为电能，故A错误； B．乙没有形成原电池，乙装置中铜片不反应，所以铜片上没有明显变化，故B正确； C．甲、乙中都是锌失电子生成锌离子，铜片不反应，锌片质量都减少、铜片质量不变，故C错误； D．两个烧杯中都产生氢气，氢离子浓度都降低，所以溶液的pH均增大，故D正确； 选BD； ②甲构成原电池，所以甲的腐蚀速度>乙的腐蚀的速度； ③甲构成原电池，负极是锌失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；原电池的电池工作时阴离子移向负极，则溶液中向负极移动，该原电池的总反应式为：Zn+2H+=Zn2++H2↑，不参与反应，电池工作完成后，溶液中浓度不变； ④稀释后氢离子的物质的量为1L×0.1mol•L-1=0.1mol，生成氢气的氢离子的物质的量为×2=0.1mol，所以原溶液中氢离子的物质的量为0.2mol，硫酸的物质的量为0.1mol，原溶液中硫酸的浓度为=1mol/L； （3）甲中正极反应式为2H++2e-=H2↑，产生1mol氢气时转移2mol电子，产生标准状况1.12L气体即物质的量为=0.05mol时转移0.1mol电子，理论上通过导线的电子数目为。 答案第2页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 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