第一章 化学反应的热效应 单元卷-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

**基本信息** 聚焦“化学反应与能量变化”单元，通过14道选择与4道综合题，融合能量曲线分析、工业流程（钛冶炼）及实验探究，强化化学观念与科学思维，适配单元复习需求。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择题|14题|能量变化原因、反应热计算、催化剂影响|结合能量曲线图像，考查键能与反应热关系，体现科学思维| |非选择题|4题|工业流程（钛冶炼）、实验探究（吸热放热）、反应速率|融入科技前沿情境，设计实验装置分析题，强化科学探究与实践|

化学反应与能量变化 1.下列说法不正确的是 (    ) A. 反应的能量变化与反应过程无关 B. 有的化学反应没有能量变化 C. 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 D. 化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化 2.下列关于化学反应与能量的说法正确的是(    ) A. 中和反应是放热反应 B. 燃烧时的能量变化如图所示 C. 化学键断裂放出能量 D. 反应物总能量与生成物总能量一定相等 3.与发生反应的过程用模型图示如下“-”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 4.下列关于化学反应中物质或能量变化的判断正确的是      A. 加热条件下进行的化学反应一定是吸热反应 B. 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 C. 一定条件下进行的化学反应，只能将化学能转化为热能和光能 D. 将固体与固体混合并搅拌，反应放出热量 5.已知反应⇌  的能量变化如下图所示。下列说法正确的是(    ) A. B. 更换高效催化剂，不变 C. 恒压下充入一定量的氦气减小 D. 压缩容器，减小 6.以为催化剂的光热化学循环分解的反应，为室温气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时能量变化如图所示： 下列说法不正确的是(    ) A. 过程①中吸收能量使得钛氧键发生了断裂 B. 该反应中，光能和热能转化为化学能 C. 使用催化剂可以提高化学反应速率 D. 2mol二氧化碳完全分解生成2mol一氧化碳和1mol氧气需要吸收30kJ能量 7.NO催化分解的反应机理与总反应为： 第一步： 第二步： 第三步： 总反应： 其能量与反应历程的关系如图所示。下列叙述不正确的是(    ) A. ， B. C. ， D. 8.氮氧化物破坏臭氧层反应机理如下： i  ii  iii 其能量与反应历程的关系如图所示。下列判断不正确的是 A. B. C. D. 9.一定温度下与反应，生成，反应的能量变化如图所示。下列对该反应体系的描述中，正确的是    A. 该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能 B. 反应物的总能量比生成物的总能量低13kJ C. 反应物化学键中储存的总能量比生成物化学键中储存的总能量低 D. 从图中可知氢气的燃烧热为 10.化学反应吸收能量分两步进行：①放出能量，②吸收能量。下列示意图中表示总反应过程中能量变化的图像是      A. B. C. D. 11.某反应由A⇌、B⇌两步反应构成，反应的能量变化曲线如图所示，、、、表示活化能，下列有关该反应的的计算正确的是(    ) A. B. C. D. 12.通过以下反应均可获取 ① ② ③ 下列说法正确的是(    ) A. ①中反应物的总能量大于生成物的总能量 B. ②中使用适当催化剂，可以使 减小 C. 由①、②计算反应  的  D. 若知反应C  的，结合可计算出 13.已知：①1mol 分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量，②1mol 蒸气中化学键断裂时需要吸收151kJ的能量，③由H原子和I原子形成1mol HI分子时释放299kJ的能量．下列判断不正确的是(    ) A. 蒸气比分子稳定 B. 2 mol 发生分解反应吸收11 kJ热量 C. HI与NaOH反应属于放热反应 D.  mol 与 mol 完全反应释放出 kJ 热量 14.和在一定条件下能发生反应： 下列说法正确的是(    ) 已知： A. 、和HI分子中的化学键都是非极性共价键 B. 断开2 mol HI分子中的化学键所需能量约为 kJ C. 相同条件下，1 mol 和1 mol 总能量小于2 mol HI 的总能量 D. 向密闭容器中加入2 mol 和2 mol ，充分反应后放出的热量为2a kJ 15.工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：，反应过程中的能量变化情况如图所示。 曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。该反应是          填“吸热”或“放热”反应。计算当反应生成时，能量变化是          kJ。 选择适宜的催化剂          填“能”或“不能”改变该反应的反应热。 推测反应是          填“吸热”或“放热”反应。 16.金属钛硬度大、熔点高、耐腐蚀，易被氧化，被誉为“未来金属”。以钛铁矿主要成分为主要原料冶炼金属钛，生产的工艺流程图如图，其中钛铁矿与浓硫酸发生反应的化学方程式为：。已知熔点为，回答下列问题： 生产时将钛铁矿粉碎后再与浓硫酸反应，其目的是          ；钛酸亚铁中钛元素的化合价为          价。 滤液Ⅰ冷却结晶获得绿矾的实验操作依次为          、          、过滤、洗涤、干燥填写操作名称。 滤液Ⅱ中主要物质是，反应①的化学方程式是          。 反应②生成和CO，其化学反应方程式为           。 与反应可制备，由和构成的质子交换膜燃料电池总反应为，负极的电极反应式为          。若外电路中转移2mol电子，则上述燃料电池所消耗的在标准状况下的体积为          L。 17.为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如图所示三套实验装置： 上述3个装置中，不能用于探究“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是          填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”。 某同学选用装置Ⅰ进行实验实验前U形管里液面左右相平，在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是          ，说明该反应属于          填“吸热”或“放热”反应。 为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验在甲试管中进行。 ①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是          ； ②若观察到烧杯里产生气泡，则说明M溶于水          填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”； ③若实验过程中观察到烧杯里的导管内形成一段水柱，则M可能是          。 至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应是放热反应还是吸热反应。 方法①：选择上述装置          进行实验； 方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到棉花燃烧，则说明该反应是          填“吸热”或“放热”反应。 18.在一定温度下，把和混合于容积为的密闭容器中，发生反应的化学方程式为⇌为正整数，随着反应的进行，容器内的压强变小，已知由反应开始至时W的平均反应速率为。请回答： 的转化率为          。 的平均反应速率为          。 的值为          。 反应至时P的浓度为          。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 化学反应与能量变化 答案 1.【答案】B  【解析】【分析】 本题考查化学反应中的能量变化，题目难度不大，化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，能量变化的原因与反应条件无关，是由化学键的断裂和形成决定的，与反应物和生成物总能量的相对大小有关。 【解答】 A.反应的能量变化与反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小有关，与反应过程无关，A项正确； B.所有的化学反应都伴随着能量变化，B项不正确； C.化学键的断裂需要吸收能量，化学键的形成会放出能量，所以化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，C项正确； D.化学反应中的能量变化有多种，但主要表现为热量的变化，D项正确。 故选B。 2.【答案】A  【解析】【分析】 本题考查化学反应中能量的变化，较容易，涉及常见的放热反应和吸热反应等，注意归纳常见的放热反应和吸热反应，任何化学反应中一定伴有能量的变化。 【解答】 A项，酸碱发生中和反应放出热量，所以中和反应是放热反应，正确； B项，根据图示可知生成物的总能量比反应物的总能量高，所以图示表示吸热反应，而的燃烧为放热反应，错误； C项，化学键断裂时要吸收能量，错误； D项，任何反应都有热效应，因此，反应物总能量与生成物总能量一定不相等，错误。 故选A。 3.【答案】D  【解析】【分析】 本题考查了化学反应的本质以及能量的变化，断裂化学键吸热，形成化学键放热，能量的转化形式多样，难度不大，注意基础知识的掌握。 【解答】 A、过程Ⅰ分子化学键断裂形成原子，属于吸热过程，故A正确； B、过程Ⅲ为新化学键形成的过程，是放热过程，故B正确； C、过程Ⅰ中所有的旧化学键断裂，过程Ⅲ为新化学键形成的过程，故C正确； D、该反应可通过燃料电池，实现化学能到电能的转化，故D错误。 4.【答案】B  【解析】【分析】 本题考查化学反应中的能量变化，难度不大，掌握能量变化的本质和常见的吸热反应和放热反应即可解答。 【解答】 A.放热反应有的也需要加热才能发生，如煤炭的燃烧，故A错误； B.化学反应的实质是反应物化学键断裂吸收能量，生成物形成化学键放出能量，反应过程中一定伴随能量变化，故B正确； C.一定条件下进行的化学反应，可以将化学能转化成光能、热能或电能等，故C错误； D.将固体与固体混合并搅拌，反应吸收热量，故D错误； 故选B。 5.【答案】C  【解析】【分析】 本题考查反应热与焓变、化学平衡移动等知识，为高频考点，侧重考查学生的分析能力，主要是活化能概念的理解应用，明确外界条件对平衡的影响、掌握图象分析方法是关键，题目难度不大。 【解答】 A.图象分析反应物能量高于生成物能量，反应是放热反应，反应热为，故A错误； B.使用催化剂能降低反应的活化能，则变小，故B错误； C.该反应为气体体积减小的反应，则恒压下充入一定量的氦气，体积增大，相当于减小压强分压，平衡逆向移动，可知减小，故C正确； D.其它条件不变，压缩容器体积即增大压强，则平衡正向移动，但体积减小，仍然增大，故D错误； 故选C。 6.【答案】D  【解析】【分析】 本题以图象分析为载体考查反应和焓变，侧重考查分析判断及计算能力，明确催化剂对反应历程影响、焓变影响因素等知识点是解本题关键，题目难度不大。 【解答】 A.断键吸收能量，则过程①中钛氧键断裂会吸收能量，故A正确； B.该图中以为催化剂、光和热条件下分解反应生成CO和，根据能量守恒定律知，该反应中，光能和热能转化为化学能，故B正确； C.催化剂降低反应所需活化能，增大活化分子数，提高化学反应速率，故C正确； D.分解生成CO和，反应反成物总键能-生应物总键能，即2mol二氧化碳完全分解成2mol一氧化碳和1mol氧气需要吸热556kJ，故D错误； 故选：D。 7.【答案】B  【解析】由反应历程图可知，第一步和第二步反应均为吸热反应，，，第三步反应为放热反应，，另根据根据盖斯定律，有，据此分析作答即可。 A.根据分析可知，第一步和第二步反应均为吸热反应，故，，故A正确； B.根据分析可知，，所以，故B错误； C.由反应历程图可知，，第三步反应是放热的，，所以，，故C正确； D.根据盖斯定律可知，，则，故D正确； 故选：B。 8.【答案】B  【解析】A.2mol臭氧气体的总能量比3mol氧气的总能量要高，，A正确；    B.参考盖斯定律，由于不等于ⅲ，则，B错误； C. 由图知，ⅰ、ⅱ均为吸热过程，ⅲ为放热过程，接近于，，，则，C正确； D.由图知，，而，则，D正确； 答案选B。 9.【答案】C  【解析】【分析】 本题主要考察的是正逆反应的活化能之差和燃烧热，理解图示意义是关键。 【解答】 A、由题图可知，该反应的，焓变等于正、逆反应活化能之差，则该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能， A错误； B、由题图可知，反应物的总能量比生成物的总能量高13kJ，B错误; C、该反应为放热反应，反应物化学键中储存的总能量比生成物化学键中储存的总能量低，C正确; D、氢气的燃烧热为1 mol 氢气和氧气反应充分燃烧生成液态水时放出的热量， D错误。 10.【答案】A  【解析】 ①放出能量 能量： ②吸收能量 能量： 吸收能量 能量： 能量： 11.【答案】D  【解析】【分析】 本题考查反应热与焓变，为高频考点，把握反应中能量变化、焓变的计算为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意焓变与活化能的关系，题目难度不大。 【解答】 反应由A⇌、B⇌两步反应构成，总反应为A⇌，该反应的， 故选：D。 12.【答案】D  【解析】解：为吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量，故A错误； B.加入催化剂，不改变反应物、生成物的总能量，则不改变反应热，故B错误； C.②-①可得  的 ，故C错误； D.已知①   ，④反应C ，将①-④可得CO  ，故D正确。 故选：D。 A.为吸热反应，反应物总能量较小； B.加入催化剂，不改变反应热； C.②-①可得 ； D.已知①   ，④反应C ，结合盖斯定律计算。 本题考查反应热与焓变，为高频考点，把握反应中能量变化、反应进行方向、焓变计算为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意盖斯定律的运用，题目难度不大。 13.【答案】A  【解析】【分析】 该题主要考查了反应热与键能、化学键与分子的稳定性、反应热与化学计量数间的关系，解题时需正确辨析它们间的联系与区别。 【解答】 A.断裂分子中的化学键需吸收能量436kJ，断裂蒸气中化学键时需要吸收151kJ的能量，所以相同条件下，分子中的化学键更牢固，则比稳定，故A错误； B.反应：生成2molHI，需要吸收能量断裂旧的化学键键和键，形成新的化学键释放能量。该反应断键吸收的热量为，成键放出的热量为，故，对于反应，生成2molHI会放出11kJ的热量，则发生分解反应吸收11 kJ热量，故B正确； C.HI与NaOH反应属于中和反应，所以为放热反应，故C正确； D.由B分析可知，生成2molHI放出11 kJ热量，所以与完全反应释放出热量，故D正确。 故选A。 14.【答案】B  【解析】解：A、HI分子中的化学键是极性共价键，故A错误； B、反应物断裂化学键需要的能量-生成物形成化学键放出的能量，得到断开键所需能量约为，故B正确； C、和在一定条件下能发生反应：⇌，反应是放热反应，反应物能量高于生成物，故C错误； D、反应是可逆反应不能进行彻底，依据焓变意义分析，向密闭容器中加入和，充分反应后放出的热量小于2a kJ，故D错误； 故选：B。 本题考查了化学反应的焓变分析，化学键与焓变关系的计算分析应用，掌握原理和基础是解题关键，题目难度中等。 15.【答案】放热 不能 吸热   【解析】通过图像可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，此反应为放热反应；反应的焓变为，生成时，释放91 kJ的能量，则生成时，释放的能量。 通过图像可知选择适宜的催化剂对反应热无影响，答案为不能。为图中给定反应的逆过程，正反应为放热，则逆过程为吸热。 16.【答案】增大接触面积，加快酸浸速率或提高Ti的浸出率等 蒸发浓缩 冷却结晶   【解析】钛铁矿的主要成分为，钛铁矿与浓硫酸发生反应：，往其中加入水和铁粉，沉降分离，滤液I中含有、，冷却结晶析出绿矾，过滤出绿矾，滤液II中含有，加水、加热生成硫酸和沉淀，过滤出，煅烧生成，和C、在高温条件下反应生成、CO，和Mg在高温条件下反应生成Ti和。 生产时将钛铁矿粉碎后再与浓硫酸反应，其目的是增大接触面积，加快酸浸速率或提高 Ti 的浸出率等；钛酸亚铁中O元素化合价为价、Fe元素化合价为价，则钛元素的化合价为价； 滤液Ⅰ冷却结晶获得绿矾的实验操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥； 滤液Ⅱ中主要物质是，据图示可知反应①是往滤液中加水后加热，过滤即可得硫酸和沉淀，所以其反应的化学方程式是  ； 据图示可知反应②的反应物有 、C和，反应的条件为高温，生成物为和CO，则其反应的化学方程式为  ； 与反应可制备，由和构成的质子交换膜燃料电池总反应为  ，其中甲醇中碳元素化合价为价、二氧化碳中碳元素化合价为价，所以负极的电极反应式为；正极反应式为，既消耗1mol氧气转移4mol电子，所以若外电路中转移2mol电子，则上述燃料电池所消耗的的物质的量为，其在标准状况下的体积为。 17.【答案】Ⅲ 左端液面降低，右端液面升高 放热 产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱 可能是放热反应 Ⅰ或Ⅱ 放热   【解析】装置Ⅰ可通过U形管中左右两侧红墨水液面的高度差变化判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应；装置Ⅲ是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应。 氢氧化钡与硫酸的反应属于中和反应，中和反应都是放热反应，所以锥形瓶中气体受热膨胀，导致U形管左端液面降低，右端液面升高。 ①若M为钠，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，该反应为放热反应，放出的热量使大试管中温度升高，气体压强增大，所以右边烧杯中有气泡产生，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段水柱。②若观察到烧杯里产生气泡，说明M溶于水放出热量，是放热过程，但不一定发生化学反应，如氢氧化钠溶于水放热，无新物质生成。③若实验过程中观察到烧杯里的导管内形成一段水柱，说明装置中气体的压强减小，则M可能是硝酸铵，硝酸铵溶于水吸收热量，温度降低，大试管内气体压强减小。 至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应是放热反应还是吸热反应。方法①：选择装置Ⅰ或Ⅱ进行实验，装置Ⅰ右边U形管中左端液面降低，右端液面升高或装置Ⅱ烧杯中导管口有气泡冒出，证明该反应为放热反应。方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到棉花燃烧，则说明该反应放出大量热，达到棉花着火点，使棉花燃烧。 18.【答案】 1   【解析】已知W的平均反应速率为，则，根据转化量之比等于化学计量数之比，则，M的转化率为。 根据反应速率之比等于化学计量数之比，可知M的平均反应速率。随着反应的进行，容器内的压强变小，说明该反应是气体体积减小的反应，，即，又由于x是正整数，因此x的值为1。的化学计量数是1，根据转化量之比等于化学计量数之比，，则，时P的浓度为。 学科网（北京）股份有限公司 $ 化学反应与能量变化 命题双向细目表 序号 知识点内容 了解/识记 理解/掌握 综合应用 常见题型 预估难度 1 化学键与能量变化的关系，吸热反应与放热反应的宏观与微观本质 √ 选择题 填空题 易 2 焓变（ΔH）的概念、单位及正负号意义 √ 选择题 易 3 热化学方程式的含义与书写规则（注明状态、计量数与ΔH的对应关系等） √ 填空题 选择题 中 4 燃烧热和中和热的概念辨析与应用 √ 选择题 填空题 中 5 反应热（ΔH）、键能、物质总能量之间的换算关系 √ 计算题 选择题 中 6 盖斯定律的内涵及其在计算未知反应热中的应用 √ 计算题 填空题 中、难 7 利用热化学方程式进行反应热的简单计算 √ √ 计算题 选择题 中 8 化学反应中能量变化的图像分析（反应历程与活化能、催化剂的能量变化等） √ √ 选择题 填空题 中 9 能源的合理利用、新能源开发与绿色化学观念 √ 选择题 易 学科网（北京）股份有限公司 $