2025年初中化学自制暖宝宝与放热反应考卷

2025年初中化学自制暖宝宝与放热反应考卷2025年初中化学自制暖宝宝与放热反应考卷

姓名：______班级：______学号：______得分：______

（考试时间：90分钟，满分：100分）

**一、选择题（每题2分，共10分）**

1.自制暖宝宝利用的放热反应是______

A.酸碱中和反应B.氧化反应C.分解反应D.化合反应

2.暖宝宝中常用的铁粉主要发生______反应

A.酸性B.碱性C.氧化D.还原

3.暖宝宝中吸水材料的作用是______

A.催化反应B.吸收热量C.储存水分D.增强保温性

4.暖宝宝温度最高时，反应速率______

A.最快B.最慢C.中等D.无法确定

5.暖宝宝失效的原因可能是______

A.铁粉耗尽B.温度过高C.吸水材料失效D.以上都是

**二、填空题（每空1分，共15分）**

6.暖宝宝中的主要放热物质是______和______。

7.反应方程式为：Fe+O₂→Fe₃O₄，该反应属于______反应，属于基本反应类型中的______。

8.暖宝宝中的活性炭作用是______，沸石作用是______。

9.反应过程中放出的热量主要来源于______能的转化。

10.为提高暖宝宝效果，可增加______或______的用量。

**三、简答题（每题5分，共10分）**

11.简述铁粉在暖宝宝中的反应原理及现象。

12.暖宝宝中为何加入氯化钠？其作用是什么？

**四、实验题（共15分）**

13.设计实验验证暖宝宝中的吸水材料是否为无机物，简述实验步骤和现象。（8分）

14.若将暖宝宝中的铁粉换成镁粉，分析其优缺点。（7分）

**五、计算题（共10分）**

15.10g铁粉完全反应生成Fe₃O₄，计算放出的热量（已知铁的燃烧热为849kJ/mol）。

**六、论述题（共15分）**

16.结合生活实际，论述暖宝宝的应用场景及注意事项，并分析其环保性。（15分）

**七、创新题（共15分）**

17.设计一种新型自控温暖宝宝，说明其原理及优势。（15分）

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**答案部分**

**一、选择题**

1.B2.C3.C4.A5.D

**二、填空题**

6.铁粉、活性炭7.化合、化合反应

8.催化反应、控温9.化学能

10.铁粉、活性炭

**三、简答题**

11.铁粉与空气中的氧气反应生成Fe₃O₄，同时放出热量，现象为铁粉逐渐变红，温度升高。

12.氯化钠加速铁粉生锈，提高反应速率。

**四、实验题**

13.步骤：取少量吸水材料加水溶解，滴加酚酞试液，观察现象。现象：溶液变红，证明为无机物。

14.优点：反应更剧烈，放热更快；缺点：成本较高，可能产生刺鼻气味。

**五、计算题**

10g铁约0.178mol，放热量约151.3kJ。

**六、论述题**

应用场景：寒冷天气取暖；注意事项：避免直接接触皮肤、儿童使用需成人监护；环保性：铁可回收，但需注意包装材料。

**七、创新题**

原理：加入温控开关，温度达到设定值自动断电。优势：节能、安全、可重复使用。

**八、选择题（每题2分，共10分）**

18.暖宝宝中通常不使用______作为吸水材料

A.沸石B.硅胶C.活性炭D.石墨

19.暖宝宝包装袋破裂会导致______

A.反应速率加快B.反应停止C.放热量减少D.温度骤降

20.暖宝宝中氯化钠的作用是______

A.提供氧气B.催化反应C.吸收热量D.调节pH值

21.暖宝宝放热反应的活化能主要来自______

A.环境温度B.化学键能C.电能D.光能

22.暖宝宝中若加入镁粉，反应速率______

A.不变B.减慢C.加快D.无法确定

**九、填空题（每空1分，共10分）**

23.暖宝宝中常用的铁粉颗粒需经过______处理以提高反应活性。

24.暖宝宝失效后，残留物主要为______和______。

25.为防止暖宝宝过度发热，可加入______或______进行控温。

26.暖宝宝中活性炭的作用是______，沸石的作用是______。

27.反应方程式：2Mg+O₂→2MgO，该反应的焓变ΔH______0（填>、<或=）。

28.暖宝宝中氯化钠的浓度越高，反应速率______（填越快、越慢或不变）。

29.暖宝宝中的水分主要来源于______和______。

30.暖宝宝包装袋通常选用______材料以隔绝空气。

**十、简答题（每题5分，共10分）**

31.暖宝宝中为何要加入沸石？其原理是什么？

32.若将暖宝宝中的铁粉换成铝粉，分析其可行性与局限性。

**十一、实验题（共15分）**

33.设计实验比较铁粉和镁粉在相同条件下的放热速率，简述实验步骤和预期现象。（8分）

34.若发现暖宝宝温度过高，如何用简单方法降低温度？（7分）

**十二、计算题（共10分）**

35.5g镁粉完全反应生成MgO，计算放出的热量（已知镁的燃烧热为601.8kJ/mol）。

**十三、论述题（共15分）**

36.对比分析铁粉和镁粉在暖宝宝中的应用差异，包括反应原理、优缺点及安全性。（15分）

**十四、创新题（共15分）**

37.设计一种可重复使用的自控温度暖宝宝，说明其工作原理及设计要点。（15分）

**十五、综合应用题（共15分）**

38.某实验小组用10g铁粉和5g活性炭自制暖宝宝，发现放热速率较慢。分析可能的原因并提出改进方案。（15分）

**一、选择题答案**

1.B2.C3.C4.A5.D6.A7.C8.B9.A10.D11.C12.B13.A14.C15.B16.D17.C18.D19.A20.B21.B22.C

**二、填空题答案**

23.球磨24.Fe₃O₄、氯化钠25.沸石、限温剂26.催化反应、控温27.>28.越快29.空气中的水分、吸水材料30.铝箔

**三、简答题答案**

31.沸石通过微小孔隙限制水分蒸发，降低散热速率，从而延长保温时间。

32.可行性：铝粉反应更剧烈，放热快；局限性：成本高，可能产生氢气，安全性较低。

**四、实验题答案**

33.步骤：分别取等量铁粉和镁粉于密封容器中，加入相同量水和催化剂，用温度计监测温度变化。预期现象：镁粉放热速率更快，温度上升更陡峭。

34.方法：在暖宝宝表面覆盖多层棉布，或加入少量冷水降温。

**五、计算题答案**

35.5g镁约0.0857mol，放热量约51.1kJ。

**六、论述题答案**

36.铁粉反应温和，成本低，安全性高；镁粉反应剧烈，放热快，但成本高，可能产生氢气增加安全风险。铁粉适用于长期保温，镁粉适用于快速升温场景。

**七、创新题答案**

37.原理：利用相变材料控制温度，加入温控开关自动断电。设计要点：选择合适的相变材料，设计温控电路，确保安全可靠。

**八、综合应用题答案**

38.原因：铁粉颗粒过大或活性炭催化不足。改进方案：细化铁粉颗粒，增加活性炭用量，或加入氯化钠加速反应。

**知识点分类总结**

1.**化学反应原理**

-化合反应：铁粉与氧气反应生成Fe₃O₄，镁粉与氧气反应生成MgO。

-氧化反应：铁和镁的氧化过程释放热量。

-酸碱中和反应：氯化钠与水反应吸热（此处为错误，应为催化作用）。

2.**材料科学**

-铁粉：球磨处理提高反应活性。

-活性炭：催化反应，吸附水分。

-沸石：控温，限制水分蒸发。

3.**热力学**

-焓变ΔH：镁燃烧放热更多（ΔH<0）。

-放热速率：镁粉比铁粉快。

4.**实验设计**

-比较实验：铁粉与镁粉放热速率对比。

-控温实验：沸石和限温剂的应用。

**各题型知识点详解及示例**

**一、选择题**

-18.D（石墨导电性好，但不吸水，不适合暖宝宝）。

-22.C（镁比铁活泼，反应速率更快）。

**二、填空题**

-27.>（镁燃烧为强放热反应，ΔH显著负值）。

-30.铝箔（隔绝空气，防止提前反应）。

**三、简答题**

-31.沸石通过微孔吸附水分，降低水分蒸发速率，从而减少散热，延长保温时间。

-32.铝粉反应更剧烈，但成本高，且可能产生氢气增加爆炸风险，适用于短时高温场景。

**四、实验题**

-33.实验设计需控制变量，如铁粉和镁粉质量、反应容器、温度监测方法等。

-34.棉布覆盖减少热量散失，冷水降温直接吸收热量。

**五、计算题**

-35.计算步骤：镁摩尔质量为24.31g/mol，5g镁为0.205mol，放热量=0.205mol×601.8kJ/mol=123.9kJ