阶段强化练3 化学反应与能量变化
(分值：51分 选择题每小题3分)
1．[2024·山东聊城高一检测]化学反应不仅有新物质生成，而且还伴随能量变化。以下能量变化不是由化学变化引起的是( )
A．鞭炮爆炸发声 B．蜡烛燃烧发光
C．煤燃烧火力发电 D．电水壶通电放热
2．[2024·北京顺义高一检测]氢气在氯气中燃烧时发生反应：H2＋Cl22HCl。下列关于该反应的说法中，不正确的是( )
A．属于放热反应
B．属于氧化还原反应
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．化学键的断裂和形成是该反应中能量变化的主要原因
3．先进的甲醇蒸气重整—变压吸附技术可得到高浓度CO2混合气、H2，化学反应原理是CH3OH＋H2O―→CO2＋3H2，其能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程
B．反应物的总能量小于生成物的总能量
C．形成H—H键放出能量
D．断开H—C键放出能量
4．自煮火锅发热原理来自包装盒内部的发热包。这个发热包用途广泛，其主要成分是碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭、盐，与生石灰组成一袋，注入冷水，就可以加热到150 ℃以上，而蒸气的温度即可达到200 ℃，用来蒸煮食物。下列说法正确的是( )
A．发热包不需要密封保存
B．“焙烧硅藻土”作用只是吸收水分
C．发热包产生的热量只来自生石灰与水反应放热
D．铁粉、焦炭粉、盐及水等构成原电池，加快铁被氧化的速率
5．[2024·辽宁葫芦岛高一期末]化学反应A＋B―→C(吸收能量)分两步进行：①A＋B―→X(吸收能量)，②X―→C(放出能量)。下列示意图中表示总反应过程中能量变化的是( )
6．[2024·辽宁大连高一期中]下列图示与对应的叙述相符的是( )
A．图甲代表浓H2SO4稀释过程中体系的能量变化
B．图乙表示反应物断键吸收的能量小于生成物成键放出的能量
C．图丙表示白磷比红磷稳定
D．图丁表示CO与H2O的反应过程与能量变化的关系
7．[2024·安徽蚌埠高一期末]一学生用如图装置研究原电池原理，下列说法错误的是( )
A．图丙中Zn片增重质量与Cu棒减轻质量的比为65∶64
B．图乙电子从Zn极经外电路转移到Cu极
C．图甲中Cu棒上没有气体产生
D．图乙与图丙中正极产物的质量比为1∶32时，Zn棒减轻的质量相等
8．[2024·北京西城区高一期末]某同学以大小相同的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的实验数据如表所示：
实验编号 水果种类 电极间距离/cm 电流/μA
1 番茄 1 98.7
2 番茄 2 72.5
3 苹果 2 27.2
下列关于上述实验的说法正确的是( )
A．实验目的是探究水果种类和电极材料对水果电池电流的影响
B．实验所用装置中，负极材料是铜
C．实验装置将电能转化为化学能
D．实验2和3能表明水果种类对电流大小有影响
9．[2024·安徽安庆高一检测]某课题组通过数字化实验对白磷燃烧的温度变化及影响因素进行探究。将5 g白磷加入试管中并将试管置于60 ℃热水中，t3时，推注H2O2溶液，实验装置及数据曲线如图。下列说法不正确的是( )
A．实验前应检查装置气密性
B．t4时温度大于t2说明氧气浓度越大，燃烧越剧烈
C．t3～t4对应温度升高说明过氧化氢分解放热
D．气球的作用是调节气压
10.(7分)在一个小烧杯里加入 20 g Ba(OH)2·8H2O晶体，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上。然后加入10 g NH4Cl晶体，并用玻璃棒迅速搅拌。
(1)实验中观察到的现象有________________________、________________________和反应混合物呈糊状。反应呈糊状的原因是________________________。
(2)通过________现象，说明该反应为________(填“吸”或“放”)热反应，这是由于反应物的总能量________(填“高”或“低”)于生成物的总能量。
11．(7分)把一块锌片和一块铜片平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中，用导线把锌片和铜片连接起来，导线中间接入灵敏电流表，这个装置(如图)就是简单的原电池。回答下列问题：
(1)电流表上出现的现象是________。
(2)原电池工作时，能把氧化反应和还原反应分开在两个不同区域进行，实现电子的定向转移，电子流动的方向是______________。
(3)锌片为________极，锌片上发生________反应，溶液中的H＋在铜片上________(填“得到”或“失去”)电子转化为H2。
(4)写出电池中总反应的化学方程式__________________________。
(5)如果装置中锌片、铜片没有用导线连接，化学能则转化为________能。
12．(10分)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室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的能量变化如图所示。
(1)上述过程中，能量的变化形式是由________转化为________。
(2)根据数据计算，分解1 mol CO2需________(填“吸收”或“放出”) ____________ kJ的能量。
阶段强化练3 化学反应与能量变化
1．解析：鞭炮爆炸发声生成有害气体和烟尘，属于化学变化，故A不符合题意；蜡烛燃烧发光生成二氧化碳和水，属于化学变化，故B不符合题意；煤燃烧火力发电，煤燃烧属于化学变化，故C不符合题意；电水壶通电放热没有新物质生成，属于物理变化，故D符合题意。
答案：D
2．解析：燃烧放热，该反应属于放热反应，A正确；存在化合价的升降，是氧化还原反应，B正确；该反应为放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，C错误；化学键的断裂和形成是该反应中能量变化的主要原因，断开化学键要吸热，形成化学键要放热，D正确。
答案：C
3．解析：根据图示能量变化趋势可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，所以CH3OH转变成H2的过程是一个放出热量的过程，A、B错误；化学键的形成需要释放能量，所以形成H—H键放出能量，C正确；化学键的断裂需要吸收能量，D错误。
答案：C
4．解析：发热包是基于原电池反应原理快速产生热量，如暴露在空气中的铁粉、铝粉会与空气中的氧气反应而使发热包失效，应密封保存，故A错误；“焙烧硅藻土”具有蓬松结构有利于水以及其他反应物的吸附，使反应物充分接触，利于反应充分进行，故B错误；发热包中的铁粉和铝粉与炭粉在电解质盐溶液中可形成原电池，金属与氧气反应也会放出大量的热，故C错误；铁粉、焦炭粉、盐及水等构成原电池，原电池原理可加快反应速率，故D正确。
答案：D
5．解析：化学反应A＋B―→C(吸收能量)的反应，说明反应物A、B的总能量比生成物C的总能量低，图示是反应物A、B的总能量比生成物C的总能量高，反应属于放热反应，与反应事实不吻合，A错误；化学反应A＋B―→C(吸收能量)的反应，说明反应物A、B的总能量比生成物C的总能量低，图示是反应物A、B的总能量比生成物C的总能量高，反应属于放热反应，与反应事实不吻合。反应分两步进行，第一步反应①A＋B―→X(吸收能量)，而图示A、B的总能量比中间产物X的能量高，反应是放热反应，也与反应事实不吻合，B错误；化学反应A＋B―→C(吸收能量)分两步进行：①A＋B―→X(吸收能量)，而图示显示的反应物A、B的总能量比中间产物X的总能量高，反应是放热反应，与题意不符合，C错误；放热反应说明反应物的总能量比生成物的能量高，吸热反应说明反应物的总能量比生成物的能量低。图像显示反应事实吻合，D正确。
答案：D
6．解析：浓硫酸稀释是物理变化不是化学变化，没有反应物和生成物，A错误；图乙中反应物的能量低于生成物的能量，该反应为吸热反应，说明反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量，B错误；从图中可知，相同质量和状态的白磷能量高于红磷，则红磷更加稳定，C错误；CO与H2O反应生成CO2和H2的反应为吸热反应，图中所示能量变化正确，D正确。
答案：D
7．解析：图丙是原电池装置，锌作负极失电子生成锌离子，铜作正极，溶液中铜离子得到电子生成铜，锌电极减轻，铜电极增重，故A错误；图乙是原电池，活泼金属锌是负极，铜是正极，所以电子由Zn沿导线流向Cu，故B正确；装置图甲是化学腐蚀，锌和稀硫酸发生反应生成氢气，铜和稀硫酸不反应，图甲中铜棒上没有气体产生，故C正确；图乙与图丙中电极反应负极Zn－2e－===Zn2+，图乙中正极上电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，图丙中正极电极反应为Cu2+＋2e－=== Cu，正极生成物质的质量比为1∶32时，依据电子守恒计算两个原电池中电子转移相同，所以反应的锌的质量相同，故D正确。
答案：A
8．解析：实验目的是探究水果种类和电极间距离对水果电池电流的影响，A错误；实验所用装置中，负极材料是锌，B错误；实验装置将化学能转化为电能，C错误；实验2和3能表明水果种类对电流大小有影响，D正确。
答案：D
9．解析：该反应有气体生成，所以实验前应检查装置的气密性，故A正确；t3时，推注H2O2溶液，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，t4对应的温度高于t2，说明氧气浓度越大，燃烧越剧烈，放出的热量越大，故B正确；t3时，推注H2O2溶液，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，白磷与O2接触，继续燃烧，放出大量热，故温度再次升高，故C错误；该实验中，白磷燃烧，放热，装置内气体受热膨胀，压强增大，故气球的作用是调节气压，防止压强过大，橡皮塞被冲出，故D正确。
答案：C
10．解析：Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应是吸热反应，产生氯化钡和氨水，氨水易分解。(1)反应吸热，玻璃片上的水温度下降，实验中观察到的现象有玻璃片上结冰且与小烧杯黏在一起，反应产生氨水，氨水易分解，产生少许刺激性气味气体和反应混合物呈糊状。反应呈糊状的原因是反应发生时有水生成。(2)通过结冰(黏结)现象，说明该反应为吸热反应，这是由于反应物的总能量低于生成物的总能量，需要从外界吸收多余的能量。
答案：(1) 玻璃片上结冰且与小烧杯黏在一起 产生少许刺激性气味气体 反应发生时有水生成 (2)结冰(黏结) 吸 低
11．解析：(1)由于金属活动性：Zn＞Cu，且Zn与硫酸会发生反应，所以Zn、Cu、硫酸构成原电池，因此在电流表上出现的现象是指针发生偏转。(2)由于金属活动性：Zn＞Cu，所以Zn为负极，失去电子，发生氧化反应；Cu为正极，在正极上H＋得到电子被还原产生H2，因此电子由负极Zn经导线流向正极Cu，故电子流动的方向是锌片→导线→铜片。(3)由于金属活动性：Zn＞Cu，所以Zn为负极，失去电子，发生氧化反应；Cu为正极，在正极上H＋得到电子被还原产生H2。(4)Zn为负极，负极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2+；Cu为正极，正极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，由于同一闭合回路中电子转移数目相等，将正、负极电极反应式叠加，可得总反应的离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2+＋H2↑，该反应的化学方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。(5)若装置中锌片、铜片没有用导线连接，Zn片直接与硫酸发生上述反应，发生该化学反应放出热量。
答案：(1)指针偏转 (2)锌片→导线→铜片
(3)负 氧化 得到
(4)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ (5)热
12．解析：(1)由图可知，上述过程中，以TiO2为催化剂，在光和热的条件下，CO2分解为CO和O2，根据能量守恒定律，该过程中能量的变化形式是由光能和热能转化为化学能。(2) CO2分解为CO和O2，根据反应的焓变＝反应物的键能总和－生成物的键能总和及焓变与其方程式中的化学计量数成正比，由2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)及图中各分子化学键完全断裂时的能量变化数据可知，该反应的能量变化为2×1 598 kJ·mol-1－(2×1 072＋496) kJ·mol-1＝556 kJ·mol-1，所以，分解1 mol CO2需吸收278 kJ的能量。
答案：(1)光能和热能 化学能 (2)吸收 278阶段强化练3 化学反应与能量变化
(分值：51分 选择题每小题3分)
1．[2024·山东聊城高一检测]化学反应不仅有新物质生成，而且还伴随能量变化。以下能量变化不是由化学变化引起的是( )
A．鞭炮爆炸发声 B．蜡烛燃烧发光
C．煤燃烧火力发电 D．电水壶通电放热
2．[2024·北京顺义高一检测]氢气在氯气中燃烧时发生反应：H2＋Cl22HCl。下列关于该反应的说法中，不正确的是( )
A．属于放热反应
B．属于氧化还原反应
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．化学键的断裂和形成是该反应中能量变化的主要原因
3．先进的甲醇蒸气重整—变压吸附技术可得到高浓度CO2混合气、H2，化学反应原理是CH3OH＋H2O―→CO2＋3H2，其能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程
B．反应物的总能量小于生成物的总能量
C．形成H—H键放出能量
D．断开H—C键放出能量
4．自煮火锅发热原理来自包装盒内部的发热包。这个发热包用途广泛，其主要成分是碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭、盐，与生石灰组成一袋，注入冷水，就可以加热到150 ℃以上，而蒸气的温度即可达到200 ℃，用来蒸煮食物。下列说法正确的是( )
A．发热包不需要密封保存
B．“焙烧硅藻土”作用只是吸收水分
C．发热包产生的热量只来自生石灰与水反应放热
D．铁粉、焦炭粉、盐及水等构成原电池，加快铁被氧化的速率
5．[2024·辽宁葫芦岛高一期末]化学反应A＋B―→C(吸收能量)分两步进行：①A＋B―→X(吸收能量)，②X―→C(放出能量)。下列示意图中表示总反应过程中能量变化的是( )
6．[2024·辽宁大连高一期中]下列图示与对应的叙述相符的是( )
A．图甲代表浓H2SO4稀释过程中体系的能量变化
B．图乙表示反应物断键吸收的能量小于生成物成键放出的能量
C．图丙表示白磷比红磷稳定
D．图丁表示CO与H2O的反应过程与能量变化的关系
7．[2024·安徽蚌埠高一期末]一学生用如图装置研究原电池原理，下列说法错误的是( )
A．图丙中Zn片增重质量与Cu棒减轻质量的比为65∶64
B．图乙电子从Zn极经外电路转移到Cu极
C．图甲中Cu棒上没有气体产生
D．图乙与图丙中正极产物的质量比为1∶32时，Zn棒减轻的质量相等
8．[2024·北京西城区高一期末]某同学以大小相同的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的实验数据如表所示：
实验编号 水果种类 电极间距离/cm 电流/μA
1 番茄 1 98.7
2 番茄 2 72.5
3 苹果 2 27.2
下列关于上述实验的说法正确的是( )
A．实验目的是探究水果种类和电极材料对水果电池电流的影响
B．实验所用装置中，负极材料是铜
C．实验装置将电能转化为化学能
D．实验2和3能表明水果种类对电流大小有影响
9．[2024·安徽安庆高一检测]某课题组通过数字化实验对白磷燃烧的温度变化及影响因素进行探究。将5 g白磷加入试管中并将试管置于60 ℃热水中，t3时，推注H2O2溶液，实验装置及数据曲线如图。下列说法不正确的是( )
A．实验前应检查装置气密性
B．t4时温度大于t2说明氧气浓度越大，燃烧越剧烈
C．t3～t4对应温度升高说明过氧化氢分解放热
D．气球的作用是调节气压
10.(7分)在一个小烧杯里加入 20 g Ba(OH)2·8H2O晶体，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上。然后加入10 g NH4Cl晶体，并用玻璃棒迅速搅拌。
(1)实验中观察到的现象有________________________、________________________和反应混合物呈糊状。反应呈糊状的原因是________________________。
(2)通过________现象，说明该反应为________(填“吸”或“放”)热反应，这是由于反应物的总能量________(填“高”或“低”)于生成物的总能量。
11．(7分)把一块锌片和一块铜片平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中，用导线把锌片和铜片连接起来，导线中间接入灵敏电流表，这个装置(如图)就是简单的原电池。回答下列问题：
(1)电流表上出现的现象是________。
(2)原电池工作时，能把氧化反应和还原反应分开在两个不同区域进行，实现电子的定向转移，电子流动的方向是______________。
(3)锌片为________极，锌片上发生________反应，溶液中的H＋在铜片上________(填“得到”或“失去”)电子转化为H2。
(4)写出电池中总反应的化学方程式__________________________。
(5)如果装置中锌片、铜片没有用导线连接，化学能则转化为________能。
12．(10分)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室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的能量变化如图所示。
(1)上述过程中，能量的变化形式是由________转化为________。
(2)根据数据计算，分解1 mol CO2需________(填“吸收”或“放出”) ____________ kJ的能量。
