1.1化学反应与能量变化 同步练习（含答案）2022-2023学年高二化学沪科版（2020）选择性必修1

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1、 答案第 1 页，共 14 页 1.11.1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化 一、单选题一、单选题 1下列说法的正确是 A氧化亚铁不稳定，空气中受热能迅速氧化成氧化铁 B锂在空气中燃烧生成过氧化锂 C盐酸和碳酸氢钠的反应是放热反应 D二氧化氮能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 2氢气是一种清洁能源，下图是2H和2O反应生成2H O的能量变化示意图，由图可知 A2222H (g)O (g)2H O(l)571.6kJ B生成22molH O(g)需要吸收483.6kJ的能量 C2H和2O具有的总能量比2H O所具有的总能量高 D22H O(g)H O(l)，断键吸收的能量小于成键释放的能量 3碳

2、酸二甲酯 DMC()是一种低毒、性能优良的有机合成中间体，科学家提出了新的合成方案(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)，反应机理如图所示。 答案第 2 页，共 14 页 下列说法错误的是 AHO 降低了反应的活化能 B过程 CH3OH*+HO *=CH3O *+H2O*是该反应的决速步骤 C过程中既有 H-O 键的断裂，又有 H-O 键的形成 D吸附和脱附过程中共吸收 48.1eV 的能量 4如下图所示，在 101 kPa 时，H1=-393.5 kJ mol-1，H2=-395.4 kJ mol-1。下列说法中正确的是 A断裂金刚石和石墨中的化学键要放出能量 B石墨转化成金刚石需要吸收能量，

3、是物理变化 C石墨比金刚石稳定 D1 mol 金刚石与 1 mol O2的总能量低于 1 mol CO2的总能量 5N2O 和 CO 是环境污染性气体，可在2+Pt O表面转化为无害气体，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是 A总反应的-112H=H +H =-226kJ mol B为了实现转化，需不断向反应器中补充2+Pt O和+22Pt O C该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能 DCO 为还原剂 6如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是 答案第 3 页，共 14 页 A由 MgCl2制取 Mg 是放热过程 B热稳定

4、性：2222MgIMgBrMgClMgF C金属镁和卤素单质(X2)的反应都是放热反应 D从图像中不能比较卤素单质的活泼性 7硫酸甲酯33CH OSO H是制造染料的甲基化试剂，在有2H O存在的条件下，3CH OH和3SO的反应历程如图所示(分子间的作用力用“”表示)。下列说法错误的是 A3CH OH与3SO反应的H0)。关于该过程的说法正确的是 A属于固氮过程 B化学能一部分转化成了热能 C反应物的总能量高于生成物的总能量 D证明氮的非金属性大于氧 9 长征五号运载火箭搭载空间站“天和”核心舱发射升空。 “天和”核心舱采用大面积可展收柔性太阳电池翼，为空间站中电解水提供电能。下列有关说法错

5、误的是 A长征五号运载火箭采用液氧、液氢推进剂，降低了对环境的污染 答案第 4 页，共 14 页 B太阳翼伸展机构关键部件采用的碳化硅是一种有机高分子材料 C空间站中的2O由太阳能电池电解水得到，能量转化形式为：太阳能电能化学能 D空间站中2CO和2H反应制得水，既解决了2CO的清除问题，又实现了水的循环利用 10下列说法正确的是 A反应热是 1 mol 物质参加反应时的能量变化 B当反应放热时 H0，反应吸热时 H反应 3 B在产物 1、2、3 中，产物 1 最稳定 答案第 5 页，共 14 页 C反应 1、2、3 的H都大于 0 D上述转化中，只形成非极性键 二、填空题二、填空题 13某化

6、学反应中，设反应物的总能量为1E，生成物的总能量为2E。 (1)若若12E E，则该反应为_（填“放热”或“吸热”）反应。该可用反应图_(填“A”或“B”)表示。 (2)若若12E E2，则该反应为_热反应，该反应的过程可看成是“贮存”在物质内部的能量转化为_能而被释放出来的过程。 若 E1E2，反应体系的总能量_(填“升高”或“降低”)，为_(填“吸热”或“放热”)反应，其原因是_。 三、实验题三、实验题 17下图是某同学设计的探究反应热效应的观察装置。其操作顺序是：按图所示将实验装置连接好。在 U 形管内加入少量红墨水溶液(或品红)。打开 T 形管螺旋夹，使 U 形管内两边的液面处于同一水

7、平面，再夹紧螺旋夹。在中间的试管里盛有 1 g 氧化钙，当滴入 2 mL 左右的蒸馏水后，即可观察。试回答： （1）实验中观察到的现象是_。 （2）该实验中必须进行的一步实验操作是_。 （3）该实验的原理是_。 （4）实验中进行的化学方程式是_。 （5）该实验表明 CaO 和 H2O 的能量与 Ca(OH)2的能量之间的关系为_。 18我国“蓝天保卫战”成果显著，肆虐的雾霾逐渐被遏止。科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关，转化关系如图所示： 答案第 7 页，共 14 页 回答下列问题： (1)从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有_(写化学式，下同)。 (

8、2)图中物质溶于水溶液呈碱性的是_。 (3)写出是 SO2转化为 SO3的化学方程式：_。 (4)工业上利用氨制备一氧化氮，反应的化学方程式为_。 (5)实验室长期保存浓硝酸，需使用棕色试剂瓶，并放置在阴凉处，其原因为_(用化学方程式表示)。 (6)氨与一氧化氮(NO)在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质，该反应的化学方程式为_。 (7)汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图所示。 1molN2和1molO2完全反应生成NO会_(填“吸收”或“放出”)_kJ 能量。 19回答下列问题 (1)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： 装置中甲装置的名称是_； 上述装置

9、中，不能用来证明“锌和稀硫酸反应是吸热反应还是放热反应”的是_(填序号)。 某同学选用装置进行实验(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晶体与氯化铵固体搅拌反应，U 形管中可观察到的现象是_。 (2)太阳能的开发利用是 21 世纪的一个重要课题。 人类利用太阳能有两种常见的转化方式是_、_。 答案第 8 页，共 14 页 利用储能介质储存太阳能的原理是白天在太阳照射下， 某种盐熔化吸收热量； 晚间熔盐释放出相应能量，从而使室温得以调节。已知表中数据： 盐 熔点/ 熔化吸热/(kJ/mol) 参考价格/(元/kg) 22CaCl6H O 29.0 37.3 780750

10、242Na SO 10H O 32.4 77.0 800900 242Na HPO 12H O 36.1 100.1 16002000 2232Na S O5H O 48.5 49.7 14001800 其中最适宜作储能介质的是_(填字母)。 A22CaCl6H O B242Na SO 10H O C242Na HPO 12H O D2232Na S O5H O 参考答案参考答案 1D 【详解】A氧化亚铁不稳定,在空气中受热可被氧化为四氧化三铁，A 错误； B锂在空气中燃烧生成氧化锂和少量过氧化锂，B 错误； C盐酸和碳酸氢钠的反应是吸热反应，C 错误； D二氧化氮和碘化钾反应能生成碘单质，故

11、二氧化氮能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，D 正确； 故选 D。 2A 【详解】A根据图示可知，反应物的能量比生成物的能量高（483.6kJ+88kJ）=571.6kJ，所以反应的热方程式为：2222H (g)O (g)2H O(l) H571.6kJ/mol ，上述表达合理，A 正确； B根据图示变化趋势可知，生成22molH O(g)需要放出483.6kJ的能量，B 错误； C根据图示可知，2mol2H和 1mol2O具有的总能量比 2mol2H O所具有的总能量高，C 错误； D22H O(g)H O(l)反应过程需要放出热量，属于物理变化，化学键没有断裂，D 错误； 故选 A。 3D 答案

12、第 9 页，共 14 页 【详解】AHO 在反应前参与反应，反应后又生成，作催化剂，降低了反应的活化能，提高化学反应速率，故 A 选项正确； B决速步骤一般伴有的是能量的落差大，活化能大的步骤即决速步骤，由图示可知生成过渡态 I 时的所需的活化能最大，所以 CH3OH*+HO *=CH3O *+H2O*是该反应的决速步骤，故 B 选项正确； C过程中甲醇反应时有 H-O 键的断裂，生成水时有 H-O 键的形成，故 C 选项正确； D 吸附和脱附过程中共吸收的能量为终态减去始态的能量， 始态相对能量为 0eV， 终态相对能量为 112.6 102 eV，则吸附和脱附过程中共吸收的能量为 1.12

13、6 104 eV，故 D 选项错误。 故选 D 选项。 4C 【详解】由图得：C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5kJmol-1 C(s，金刚石)+O2(g)=CO2(g)H2=-395.4kJmol-1， 利用盖斯定律将-可得：C(s，石墨)=C(s，金刚石)H=+1.9kJmol-1， A化学反应中旧键断裂吸收能量，则断裂金刚石和石墨中的化学键要吸收能量，故 A 错误； B因 C(s、石墨)=C(s、金刚石)H=+1.9kJmol-1，石墨转化为金刚石是发生的化学反应，属于化学变化，故 B 错误； C金刚石的总能量大于石墨的总能量，物质的量能量越大越不稳定，则石墨比金

14、刚石稳定，故 C 正确； D由图知 1 mol 金刚石与 1 mol O2的总能量高于 1 mol CO2的总能量，故 D 错误； 故选：C。 5B 【详解】AN2O(g) + Pt2O+(s) = N2(g) + Pt2O2+(s) H1； CO(g) + Pt2O2+(s) = CO2(g)。根据盖斯定律+得 N2O(g)CO(g)=CO2(g)N2(g) H=H1H2=-226kJ/mol，故 A 项正确； B总反应为 N2O(g)CO(g)=CO2(g)N2(g)，反应过程中 Pt2O+和 Pt2O2+参与反应后又生成，不需向反应器中再补充 Pt2O和 Pt2O，故 B 项错误； C该

15、反应正反应的活化能为 134 kJ mol-1，逆反应的活化能为 360kJ mol-1，故正反应的活化能小于逆反应活化能，故 C 项正确； D根据总反应式可知，CO 转变为 CO2，C 原子化合价升高，故 CO 作还原剂，故 D 项正确。 故答案为：B。 6C 【详解】A由图像可知，MgCl2的能量低于 Mg 和 Cl2的能量之和，则由 MgCl2制取 Mg 是吸热过程，A错误； B物质的能量越低越稳定，结合图示可知，热稳定性：2222MgIMgBrMgClMgF，B 错误； C图像表明，金属与卤素单质的能量之和高于生成物的能量，所以金属镁和卤素单质（X2）的反应都是放热反应，C 正确； D

16、 卤素单质越活泼， 与同一金属反应时放热越多， 所以从图像中可以进行卤素单质活泼性的比较， D 错误； 答案第 10 页，共 14 页 答案选 C。 7C 【详解】A由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应，H0，故 A 正确； B物质所含有的能量越低越稳定，根据图中可知，a、b、c 三种中间产物中，a 物质的能量最低，则 a 最稳定，故 B 正确； C由图可知，该反应最高能垒(活化能)的过程是 de，该反应的最高能垒(活化能)为 3.66eV-(- 2.96eV)=6.62eV，故 C 错误； D由图可知，由 d 转化为 f 过程中，有硫氧键的断裂和生成，故 D 正确； 故

17、答案选 C。 8A 【详解】A该过程将游离态的氮转化为氮的化合物，属于固氮过程，A 项正确； B该反应为吸热反应，该过程将热能转化成化学能，B 项错误； C该反应为吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量，C 项错误； DN、O 都在第二周期，同周期从左到右主族元素的非金属性逐渐增强，N 的非金属性小于 O，D 项错误； 答案选 A。 9B 【详解】A氢气和氧气燃烧只生成水，降低了对环境的污染，A 正确； B碳化硅是一种无机非金属材料，B 错误； C空间站中的2O由太阳能电池电解水得到，太阳能电池板将太阳能转化为电能，水通电分解，电能又转化为化学能，C 正确； D人生存离不开水且呼吸生成二氧

18、化碳，2CO和2H反应制得水，既解决了2CO的清除问题，又实现了水的循环利用，D 正确； 故选 B。 10D 【详解】A在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热，A 错误； B当反应放热时 H0，B 错误； C焓是内能有关的物理量，恒压条件下的反应热又称为“焓变”，C 错误； D在一定条件下，某一化学反应的热效应，取决于反应物和生成物总能量的相对大小，若反应物总能量大于生成物的总能量，为放热反应，反之为吸热反应，D 正确； 答案选 D。 11D 【详解】A该反应是放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，不能用如图表示反应中的能量变化，A错误； 答

19、案第 11 页，共 14 页 B合成氨反应时的能量转化形式是化学能转化为热能，B 错误； CH-H 键断裂时会吸收能量，C 错误； D根据方程式可知其他条件一定，反应的2N、2H越多，反应放出的热量越多，D 正确； 答案选 D。 12A 【详解】A过程 2 的最高点高于 3 过程，活化能：反应 2 大于反应 3，A 正确； B能量越低与稳定，在产物 1、2、3 中，产物 3 最稳定，B 错误； C反应 3 产物的能量低于反应物，属于放热反应，H0，C 错误； D上述转化中，不只形成非极性键，还有极性键，CO 中为极性键，D 错误； 答案选 A。 13(1) 放热 A (2) 吸热 B 【解析】

20、(1) 若12E E，则反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，可用图 A 表示，故答案为：放热；A； (2) 若12E E2时，该反应为放热反应；该反应的过程可看成是“贮存”在物质内部的能量转化为热能被释放出来的过程，故答案为：放；热； 反应物的总能量小于生成物的总能量为吸热反应，即 E1E2，即反应物总能量高于生成物总能量，该反应向环境放出热量，故反应体系总能量降低，为放热反应，故答案为降低放热反应物的部分内能通过化学反应转化为热能释放到环境中。 17 U 形玻璃管里的红墨水左侧液面下降，而右侧开口端液面上升 检查装置的气密性 CaO 与水反应放出热量，使大试管中的空气受热膨胀，压强变

21、大，引起红墨水在 U 形管中的位置不再相平 CaO+H2OCa(OH)2 1 mol 的 CaO 和 1 mol 的 H2O 的能量和大于 1 mol 的 Ca(OH)2的能量 【详解】 （1）氧化钙和水之间的反应是放热的，所以试管内温度升高，气体具有热胀冷缩的性质，导致内部压强增大，U 形玻璃管里的红墨水（或品红）会沿开口端上升； （2）该实验是由于气压原因导致的实验现象出现，所以实验之前一定要检查装置气密性； （3）CaO 和水反应放出热量，使大试管中空气膨胀，内部压强增大，引起红墨水（或品红）在 U 形管中的液面不再相平； （4）该装置中主要发生的反应为：CaO+H2O=Ca(OH)2；

22、 （5）根据实验现象知道：氧化钙和水之间的反应是放热的，所以 1 mol 的 CaO 和 1 mol 的 H2O 的能量和大于 1 mol 的 Ca(OH)2的能量。 18(1)SO2、SO3、N2O5 (2)NH3 (3)2SO2+O2催化剂2SO3 (4)4NH3+5O2催化剂4NO+6H2O (5)4HNO3 光照 4NO2+O2+2H2O 答案第 13 页，共 14 页 (6)6NO+4NH3 一定条件 5N2+6H2O (7) 吸收 180 【分析】本题将氮的氧化物、硫的氧化物和环境保护相结合，图中表示将空气中的 NO、NO2和 SO2转化为硝酸、硫酸，再和氨气反应得到铵盐的过程，铵

23、盐是一种优质的氮肥，实现了污染物的二次利用。 (1) 酸性氧化物是能与碱反应得到盐和水的氧化物，符合要求的有 SO2、SO3和 N2O5； (2) 图中物质溶于水呈碱性的只有 NH3； (3) 二氧化硫在催化剂存在可以转化为三氧化硫：2SO2+O2催化剂 2SO3； (4) 氨气经催化氧化可以形成一氧化氮：4NH3+5O2催化剂 4NO+6H2O； (5) 浓硝酸见光或受热时易分解，因此要保存在棕色试剂瓶中：4HNO3光照 2224NO+O+2H O ； (6) 氨气中的氮为-3 价，一氧化氮中的氮为+2 价，因此二者可以在一定条件下发生归中反应得到氮气：6NO+4NH3一定条件下 5N2+6

24、H2O。 (7) N2和 O2反应的化学方程式为： N2+ O2放放电电 2NO， 破坏旧化学键需要吸收能量， 形成新化学键会放出能量，则1mol N2和1mol O2完全反应中的能量变化946kJ/mol 1mol + 498kJ/mol1mol- 632kJ/mol2mol = 180kJ；即 1mol N2和 1mol O2完全反应生成 2molNO 要吸收 180kJ 的能量。 19(1) 长颈漏斗 III U 形管中红墨水左面高 (2) 光-热转换 光-电转换 B 【解析】(1) 装置中甲装置的名称是长颈漏斗； 反应放热， 使气体膨胀， 中 U 形管中红墨水左面下降， 中烧杯中有气泡冒出，均可说明反应使放热的； 氢氧化钡晶体与氯化铵固体搅拌反应，反应吸热，中锥形瓶中气体压强诚小，U 形管中红墨水左面高； 答案第 14 页，共 14 页 (2) 人类直接利用太阳能，有两种常见的方式：光热转换和光电转换； 作为储能介质应综合考虑下列因素才有应用价值；熔点比常温略高；熔化时吸热值较大，应考虑单位质量的固体盐在熔化时吸热越多越好；价格低廉，因此选择242Na SO 10H O。