【寒假作业】（人教版2019）高中化学 高一寒假巩固提升训练 第04讲 化学反应与能量变化-练习.zip

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课时1 化学反应与热能
一、化学反应过程中存在热量变化
1.实验探究
结论：化学反应中总会伴随着能量变化，通常主要表现为热能的变化，有的 热量，有的 热量。
特别提醒：化学反应的能量变化，除转化为热能外，还转化为机械能、光、声、电等多种能量形式。
2.吸热反应和放热反应
（1）概念
①把 热量的化学反应称为放热反应。
②把 热量的化学反应称为吸热反应。
（2）常见的放热反应和吸热反应
二、化学反应中能量变化的原因
1.化学反应中能量变化的原因
（1）化学反应过程(物质变化)
（2）化学反应中能量变化的原因
化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。
E1＞E2，反应 能量(吸热反应)；
E1＜E2，反应 能量(放热反应)。
2.化学反应中能量的决定因素
化学反应中能量变化决定于反应物的总能量和生成物总能量的相对大小。
课时2 化学反应与电能
一、火力发电——化学能间接转化为电能
1.我国目前电能主要来自火力发电，其次来自水力发电。
2.火力发电的原理
首先通过化石燃料燃烧，使化学能转变为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。
3.能量转换过程
化学能eq \(――→,\s\up7(燃料燃烧))热能eq \(――→,\s\up7(蒸汽轮机))机械能eq \(――→,\s\up7(发电机))电能
二、原电池——化学能直接转化为电能
1.实验探究
2.原电池的概念
原电池是把 能转化为 能的装置；
原电池的反应本质是 反应。
3.原电池的工作原理
（1）分析下图并填空
原电池总反应式： 。
（2）能量转化： 能转变为 能。
4.原电池的构成条件
理论上，放热的 反应均可构成原电池。
装置条件：（1）具有 的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。
（2）溶液：两电极均插入电 溶液中。
（3）导线：两电极用导线相连，形成 回路。
课时3 原电池原理应用 化学电源
一、设计原电池
1.依据
已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。
2.实例
以Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑为例
用双线桥法书写电极反应式的步骤
3.水果简易电池的制作
（1）探究制作水果电池对电极材料的要求(按如图连接)
(已知电流表的指针偏向电子流入的电极)
问题讨论：水果的作用是作： 。
实验结论：构成原电池的要素有：
①自发的氧化还原反应。
②两个活泼性 的电极， 溶液，形成闭合回路。
③根据电极材料判断电极：较活泼金属作 ，不活泼的金属或惰性电极作 。
（2）探究影响电流效果的因素
二、化学电源
1.一次电池
（1）特点：电池放电后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)，如锌锰干电池属于一次电池。
（2）锌锰干电池的构造如图所示：
①锌筒为 ，电极反应是Zn－2e－===Zn2＋。
②石墨棒为 ，最终被还原的物质是 。
③NH4Cl糊的作用 。
2.二次电池(充电电池)
（1）特点：二次电池在放电时所进行的 反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。
（2）能量转化：化学能eq \(\s\d9(放电),,\s\up7(充电))电能
（3）常见的充电电池：铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池。
3.燃料电池
（1）特点：①反应物储存在电池外部，②能量转换效率高、清洁、安全，③供电量易于调节。
（2）燃料电池常用的燃料有： 、 、乙醇等。
常用氧化剂： 。
一、放热反应与吸热反应比较
二、原电池的判定方法
一看反应原理(能否自发地进行氧化还原反应)；二看构成条件(两极一液成回路：两个活泼性不同的电极，插入电解质溶液中，装置形成闭合回路)。
三、电极反应式的书写
1.书写电极反应式的原则
电极反应式遵循质量守恒、得失电子守恒及电荷守恒，遵循离子方程式的书写规则，两电极反应式相加得电池总化学(或离子)方程式。
2.书写电极反应式的基本类型
（1）类型一 题目给定原电池的装置图，未给总反应式
①首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化剂和还原剂。
②结合电解质判断出还原产物和氧化产物。
③遵循氧化还原反应离子方程式配平原则，写出电极反应式。(注意：电极产物能否与电解质溶液共存，如铅蓄电池的负极铅失电子变为Pb2＋，但Pb2＋与硫酸溶液中的SOeq \\al(2－,4)不共存，因而负极电极反应式为Pb－2e－＋SOeq \\al(2－,4)===PbSO4)
④将两电极反应式相加(注意两极得失电子数相等)可得电池总反应式。
（2）类型二 题目中给出原电池的总反应式
①分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应；找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂发生的反应即为负极反应。
②当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时，还应考虑电解质是否参与了反应。
③若有一个电极反应式较难写出，可先写出较易写出的电极反应式，然后再用总反应式减去该电极反应式即得到另一电极反应式。
3.燃料电池电极反应式的书写
（1）写出电池总反应式。燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的总反应为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。
（2）写出电池的正极反应式。
无论负极燃料是H2还是含碳燃料(CO、CH4、CH3OH、C4H10、C2H5OH……)，正极一般都是O2发生还原反应，在碱性条件下，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，若在酸性条件下，则正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
（3）写出负极反应式：负极反应式＝总反应式－正极反应式。
考点剖析
考点一：吸热反应与放热反应
1.（2023下·江苏盐城·高一校考期中）下列反应中，一定属于吸热反应的是
A．需要加热才能发生的反应B．晶体与晶体的反应
C．溶液与盐酸的反应D．的反应
考点二：化学反应中能量变化的原因
2.（2023下·辽宁葫芦岛·高一校联考期末）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
A．B．
C． D．
考点三：能源及能源的开发利用
3.（2023下·黑龙江哈尔滨·高一校考）“碳中和”是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，然后通过植物造树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的排放量，CO2实现“零排放”。下列选项所述措施能促进实现“碳中和”的是
①减少化石燃料使用 ②发展CO2捕集技术 ③燃煤中加入石灰石 ④开发新的能源
A．①②④B．①②③C．①③④D．①②③
考点四：化学能与热能的转化
4.（2023下·广东云浮·高一校考）下列变化过程中一定不存在化学能转化为热能的是
考点五：原电池概念及构成
5.（2023下·江西·高一校联考）下列装置中能组成原电池的是
考点六：原电池的原理及应用
6.（2023下·河北衡水·高一校考 ）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．若将图1装置的Zn、Cu下端接触，Zn片逐渐溶解，Cu片上能看到气泡产生
B．图2中H＋向Zn片移动
C．若将图2中的Zn片改为Mg片，Cu片上产生气泡的速率加快
D．图2与图3中，Zn片减轻的质量相等时，正极产物的质量比为1∶32
考点七：化学电源
7.（2023下·甘肃天水·高一联考期中）汽车的启动电源常用铅酸蓄电池，其结构如图所示。放电时的电池反应：PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O。下列说法中，正确的是

A．Pb作电池的负极
B．PbO2作电池的负极
C．PbO2得电子，被氧化
D．电池放电时，溶液酸性增强
过关检测
1.（2023下·黑龙江·高一校考）自热火锅由于其加热方便快捷，深受人们的喜爱。其原理是发热包中的氧化钙与水发生了放热反应。下列属于放热反应的是

A．水煤气的制备B．酸碱中和反应C．碳酸钙高温分解D．氢氧化钡与氯化铵反应
2.（2023下·江苏常州·高一校联考）下列哪个反应的热量变化如图所示

A．C和水蒸气高温反应生成水煤气
B．煅烧石灰石
C．锌和盐酸反应制氢气
D．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体研磨放出氨气
3.（2023下·黑龙江哈尔滨·高一校考期末）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．化学键的断裂是化学反应中能量变化的主要原因
C．化学反应过程中一定伴随能量变化
D．将固体与固体混合并搅拌，反应放出热量
4.（2023下·江西新余·高一校考）下列说法不正确的是（ ）
A．风力、化石燃料、天然铀矿、地热能都是一次能源
B．开发氢能、太阳能、风能、生物质能等新型能源是践行低碳生活的有效途径
C．电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最少的一种二次能源
D．用脱硫处理的煤代替原煤作燃料可以有效减少空气中CO2气体的含量
5.（2023下·辽宁大连·高一校考）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
6.（2023下·江苏徐州·高一校考期中）如图是课外活动小组设计用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法正确的是
A．溶液变成蓝色
B．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
C．如果将硫酸换成硫酸铜，导线中不会有电子流动
D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向改变
7.（2023下·黑龙江牡丹江·高一校考）有关电化学知识的描述正确的是
A．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池
B．蓄电池充电时，没有发生氧化还原反应
C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成
D．CaO+H2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能
8.（2023下·湖南株洲·高一统考期中）下列能量转换过程与氧化还原反应无关的是
A．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化为热能
B．酒精燃烧时，化学能转化为热能
C．风力发电机工作时，风能转化为电能
D．干电池工作时，化学能转化为电能
9.（2023下·四川宜宾·高一统考期末）将锌片和铜片按图示方式插入柠檬中，电流计指针发生偏转。下列关于该装置的说法正确的是

A．铜片为负极
B．一段时间后，锌片质量减小
C．电子通过柠檬汁液由锌片流向铜片
D．柠檬汁液中的向锌片一侧迁移
10.（2023下·河南郑州·高一联考期中）下列说法正确的是

A．甲装置能将化学能转化为电能B．乙装置中，电子从铜片流出
C．丙装置中，锌是负极反应物D．三装置中均有气泡产生
11.（2023下·辽宁大连·高一校考期中）有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是
A．图I所示电池中，电子从锌筒出发沿导线经电解质溶液流向石墨电极
B．图Ⅱ所示电池中，MnO2的作用是作氧化剂
C．图Ⅲ所示装置工作过程中，负极的质量逐渐减少
D．图Ⅳ所示电池中，Zn是还原剂，在电池工作过程中被还原
12.（2023下·黑龙江·高一联考）根据原电池原理，人们研制出很多结构和性能各异的化学电池，用来满足不同的用电需要。常见的锌锰干电池的构造如图所示。下列说法错误的是

A．锌筒质量逐渐减小B．该电池放电之后不能充电
C．此装置中，石墨棒作正极D．电子从石墨棒通过导线流向锌筒
13.（2023下·江苏扬州·高一校考）可以用图示法分析化学反应中的能量变化，下列说法正确的是
A．2 ml I2(s)与过量H2(g)化合生成4 ml HI(g)时，需要吸收10 kJ的能量
B．2 ml HI(g)分解生成1 ml I2 (g)与1 ml H2(g)时，需要吸收12 kJ的能量
C．2 ml HI(l)分解生成1 ml I2 (g)与1 ml H2(g)时，需要吸收小于12 kJ的能量
D．1 ml I2(s)变为1 ml I2 (g)时，需要吸收17 kJ的能量
14.（2023下·福建福州·高一校联考期末）有如图所示的实验装置，下列判断正确的是
15.（2023下·福建厦门·高一校考期中）用导线把锌片与铜片连接好，然后平行插入稀硫酸中(如图所示)，下列说法正确的是
A．锌片是正极，Cu 片上有气泡产生B．电流方向是从锌片流向铜
C．Cu片上发生还原反应D．该装置将电能转化为化学能
16.（2023下·河北保定·高一校考）
I.铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解质溶液为稀硫酸。工作时，该电池的总反应为：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。根据上述情况判断：
（1）铅蓄电池的负极是 ，其电极反应式为 。
（2）铅蓄电池工作时，其中电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
（3）实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，若制得Cl20.05ml时，电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是 ml。
II.现有以下三种甲烷燃料电池：
（4）三种甲烷燃料电池中正极反应物均为 。
（5）碱性甲烷燃料电池中电极a上发生的电极反应式为 。
（6）酸性甲烷燃料电池中，电极b上发生的电极反应式为 。
（7）熔融盐甲烷燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，CO向电极 (填“a”或“b”)移动。
17.（2023下·广东东莞·高一校考期中）按要求完成下列填空。
（1）化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的，图为(g)和(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化：
①该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)；
②该反应中，每生成1mlNO(g)，放出(或吸收)热量 kJ。
（2）某实验小组进行如图甲所示实验，请判断b中温度 (填“升高”或“降低”)。反应过程 (填“a”或“b”)的能量变化可用图乙表示。
（3）潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池工作原理如图所示：
①电极a是 。(填“正极”或“负极”)
②电解质溶液中OH-离子向 移动(填“电极a”或“电极b”)。
③电极b的电极反应式为 。
目录
新知导航：熟悉课程内容、掌握知识脉络
基础知识：知识点全面梳理，掌握必备
重点记忆：关键点快速记忆，提升能力
小试牛刀：考点剖析+过关检测，合理应用
实验操作
实验现象
结论
①看到有气泡产生
②用手触摸反应后的试管，温热
③用温度计测得反应后温度升高
该反应产生气体， 热量
（1）
（2）闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯
①混合物呈糊状
②闻到刺激性气味
③用手触摸杯壁下部，冰凉，用手拿起烧杯，木片与烧杯粘在一起
该反应产生NH3和H2O，
热量
放热反应
吸热反应
①所有燃烧反应
②酸碱中和反应
③大多数化合反应
④活泼金属跟水或酸的反应
⑤物质的缓慢氧化
①大多数分解反应
②C＋CO2(以C、H2为还原剂的氧化还原反应)
③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl(固态铵盐与碱的反应)
④NaHCO3与盐酸的反应
放热反应
吸热反应
化学能转化为热能
热能转化为化学能被生成物“储存”
实验操作
实验现象
原因解释
（1）
Zn片：

Cu片：
反应的离子方程式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
Cu片表面无明显变化的原因：铜排在金属活动性顺序表氢的后面，不能从酸溶液中置换出氢气
（2）
Zn片是否溶解：
Cu片上是否有气泡：

电流表A指针
电流表指针偏转说明：导线中有电流
Cu片上有气泡说明：溶液中的氢离子在铜片表面获得电子发生还原反应产生氢气，从铜片上放出
电极材料
水果
电流表偏转方向
电极名称
铁片、铜片
苹果
偏向铜片
铁：负极 铜：正极
铁片、镁条
苹果
偏向铁片
铁：正极 镁：负极
铁片、碳棒
柠檬
偏向碳棒
铁：负极 碳棒：正极
铁片、铁片
柠檬
不偏转
铜片、碳棒
柠檬
几乎不偏转
类型
比较
放热反应
吸热反应
定义
释放热量的化学反应
吸收热量的化学反应
形成
原因
反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量
反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
与化学键
的关系
生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量
生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量
图示




A．木材燃烧
B．谷物酿酒
C．干冰升华
D．鞭炮燃放
装置




选项
A
B
C
D




图I 普通锌锰电池
图Ⅱ 碱性锌锰电池
图Ⅲ 铅酸蓄电池
图Ⅳ 银锌纽扣电池
a电极
b电极
X溶液
实验判断
A
Cu
Zn
H2SO4
H+向b极迁移
B
Zn
Fe
H2SO4
电子从Zn→Fe→Zn
C
Al
Mg
NaOH
a为负极，b为正极
D
Cu
石墨
FeCl3
a极质量减小，b极质量增加