第二章化学反应与能量知识点题库

只改变下列一个条件，可以通过提高活化分子的百分数来提高反应速率的是（）

A . 加热 B . 加压 C . 减小容器体积 D . 增大反应物浓度

化工发展是我国能源安全的重要保证。近年来，我国煤化工技术获得重大突破，利用合成气(主要成分为CO、CO₂和H₂)在催化剂的作用下合成甲醇(CH₃OH)是其中的一个研究项目。该研究发生的主要反应如下：

Ⅰ．CO与H₂反应合成甲醇

Ⅱ．CO₂与H₂反应合成甲醇 CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g)

（1）上述反应Ⅰ是原子经济性反应，写出化学反应方程式。
（2）在工业上，为了提高上述反应Ⅱ的反应速率，除了采用合适的催化剂之外，还可以采取的措施是(填一项即可)。
（3）一定温度下，在容积固定的密闭容器中发生反应Ⅱ，下列可以表明反应达到化学平衡状态的是。
a．单位时间消耗nmolCO₂的同时，消耗3n mol的H₂

b．容器内CH₃OH的浓度不再改变

c．容器内气体压强不再改变

d．容器内气体密度不再改变
（4）生成1mol CH₃OH放出 a kJ的能量，反应Ⅰ中拆开1mol化学键所需的能量(E)的相关数据如下：

化学键

H-H

C-O

CO中的 C O

H-O

C-H

E(kJ)

m

n

E₁

x

y

根据相关数据计算拆开1molC O所需的能量E₁＝kJ。
（5） H₂还原CO₂电化学法制备甲醇的工作原理如下图所示：

通入H₂的一端是电池的极(填“正”或“负”)，通入CO₂的一端发生的电极反应式为。

新型可充电钠离子电池因具有原料储量丰富，价格低廉，安全性高等优点而备受青睐，而 $\text{[math]}$ 因理论比容量较高，充放电过程中材料结构稳定，有利于 $\text{[math]}$ 的可逆脱嵌，可以作为一种非常有潜力的正极材料，下列说法错误的是（）

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A . 放电时， $\text{[math]}$ 上的电势比Zn片上的高 B . 放电时，正极反应为 $\text{[math]}$ C . 充电时，外电路中通过0.2 mol电子时，阴极质量增加6.5 g D . 对于正极材料，充电可实现 $\text{[math]}$ 的嵌入，放电可实现 $\text{[math]}$ 的脱嵌

在2SO₂+O₂

2SO₃的平衡体系中，加入¹⁸O构成的氧气，当平衡发生移动后，SO₂中¹⁸O的含量(增加、减少、或不变)

向某密闭容器中加入4 mol A、1.2 mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化如甲图所示[已知t₀～t₁阶段保持恒温、恒容，且c(B)未画出]。乙图为t₂时刻后改变反应条件，反应速率随时间的变化情况，已知在t₂、t₃、t₄、t₅时刻各改变一种不同的条件，其中t₃时刻为使用催化剂。

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（1）若t₁=15 s，则t₀～t₁阶段的反应速率为v(C)=。
（2） t₄时刻改变的条件为，B的起始物质的量为。
（3） t₅时刻改变的条件为。
（4）已知t₀～t₁阶段该反应放出或吸收的热量为Q kJ(Q为正值)，试写出该反应的热化学方程式。

某科研人员提出HCHO与O₂在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO₂、H₂O的历程，该历程示意图如图(图中只画出了HAP的部分结构)。下列说法错误的是（）

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A . HAP能提高HCHO与O₂的反应速率 B . HCHO在反应过程中，有C—H键发生断裂 C . 根据图示信息，CO₂分子中的氧原子全部来自O₂ D . 该反应可表示为：HCHO＋O₂ $\text{[math]}$ CO₂＋H₂O

绝热容器中发生反应：3Z（s） $\text{[math]}$ X（g）＋2Y（g）△H＝a kJ·mol^－¹（a＞0）。下列说法错误的是（）

A . 将0.3 mol Z置于容器中充分反应生成气体的物质的量一定小于0.3 mol B . 达到化学平衡状态时，气体平均摩尔质量不变 C . 容器中放入3mol Z，达到化学平衡状态时，反应吸收的总热量为a kJ D . 容器温度不变，反应已经达到平衡

化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热量的形式表现出来，叫作反应热。由于反应的情况不同，反应热可以分为许多种，如燃烧热和中和热等。

（1）下列∆H表示物质燃烧热的是；不能表示物质中和热的是。(填字母)
A．H₂(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g)=2H₂O(ｇ) ∆H₁

B．C(s)+ $\text{[math]}$ O₂(g)=CO(g) ∆H₂

C．CH₄(g)+2O₂g)=CO₂(g)+2H₂O(l) ∆H₃

D．C(s)+O₂(g)=CO₂(g)              ∆H₄

E.C₆H₁₂O₆(s)+3O₂(g)=6CO(g)+6H₂O(1)     ∆H₅

F.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H₂O(l)       ∆H₆

G.2NaOH(aq)+H₂SO₄(aq)=Na₂SO₄(aq)+2H₂O(l)      ∆H₇

H.CH₃COOH(aq)+NaOH(aq)=CH₃COONa(aq)+H₂O(l)    ∆H₈
（2） 2.00 g C₂H₂气体完全燃烧生成液态水和CO₂气体，放出99.8kJ的热量，写出该反应燃烧热的热化学方程式：
（3）充分燃烧一定量的丁烷放出的热量为Q，生成的CO₂恰好与100mL浓度为4mol∙L^-1的KOH溶液完全反应生成正盐。则燃烧1mol丁烷放出的热量为。
（4） 4.4g丙烷完全燃烧生成的CO₂与100 mL浓度为4mol∙L^-1的KOH溶液恰好完全反应，则反应后的溶液中酸式盐的物质的量是mol
（5）氢能源有可能实现能源的贮存，也有可能实现经济，高效的输送。研究表明过渡金属型氢化物(又称间充氢化物)，在这类氢化物中，氢原子填充在金属的晶格间隙之间，其组成不固定，通常是非化学计量的，如，LaH_2.76、TiH_1.73、CeH_2.69、ZrH_1.98、PrH_2.65、TaH_0.78。已知标准状况下，1体积的钯粉大约可吸附840体积的氢气(钯粉的密度为10.64g∙cm^-3 ，相对原子质量为106.4)，试写出钯(Pd)的氢化物的化学式。

如图所示， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 下列说法或表示式正确的是（）

A . $\text{[math]}$ ，石墨 $\text{[math]}$ ，金刚石 $\text{[math]}$ ，该反应的焓变为负值 B . 石墨的稳定性弱于金刚石 C . 石墨和金刚石的转化是物理变化 D . $\text{[math]}$ 石墨的总键能比 $\text{[math]}$ 金刚石的总键能大 $\text{[math]}$

取50 mL过氧化氢水溶液，在少量I⁻存在下分解：2H₂O₂=2H₂O＋O₂↑。在一定温度下，测得O₂的放出量，转换成H₂O₂的物质的量浓度(c)，如下表：

t/min	0	20	40	60	80
c/(mol·L⁻¹)	0.80	a	0.20	0.10	0.050

下列说法错误的是（）

A . 反应20 min时，测得O₂体积为224 mL(标准状况)，则a=0.40 B . 第30 min时的瞬时速率大于第40 min时的瞬时速率 C . 60～80 min，H₂O₂分解的平均速率为0.0050 mol·(L·min)⁻¹ D . MnO₂和FeCl₃对H₂O₂的分解也有催化作用

在密闭容器中进行可逆反应，A跟B反应生成C，反应速率v(A)、v (B)、v (C)之间存在以下关系：v (B)=3 v (A)，v (C)=2 v (A)，3 v (C)=2 v (B)，则该反应可以表示为( )

A . A+3B $\text{[math]}$ 2C B . 2A+2B $\text{[math]}$ 3C C . A+B $\text{[math]}$ C D . 3A+B $\text{[math]}$ 2C

在反应 $\text{[math]}$ 中，下列表示该反应的反应速率最快的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

根据如下能量关系示意图，可知反应2C(s)+O₂(g)=2CO(g)的△H为（）

A . -110.6 kJ·mol^-1 B . -221.2 kJ·mol^-1 C . -393.5 kJ·mol^-1 D . -676.4 kJ·mol^-1

一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：

pH	2	4	6	6.5	8	13.5	14
腐蚀快慢	较快		慢			较快
主要产物	Fe²⁺		Fe₃O₄			Fe₂O₃	FeO $\text{[math]}$

下列说法错误的是（）

A . 在pH<4的溶液中，碳钢腐蚀的负极反应式为Fe-2e^-=Fe²⁺ B . 在pH>6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀 C . 在pH>14的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应式为O₂+4OH^-+4e^-=2H₂O D . 在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢

我国科学家合成了一种新型的Fe-SnO₂催化剂，用该催化剂修饰电极，可实现在室温条件下电催化氮气制备铵盐和硝酸盐。下列说法错误的是（）

A . 电解过程中H⁺由b极区向a极区迁移 B . 阴极反应式为N₂+6e^-+8H⁺=2NH $\text{[math]}$ C . 电解一段时间，阳极区的pH减小 D . 电解一段时间，阴极、阳极消耗N₂的物质的量之比为3：5

对于可逆反应2AB₃(g)⇌A₂(g)+3B₂(g) ΔH>0，(注：A%、B₂%、AB₃%分别表示混合气体中的体积分数)，下列图像正确的是（）

A .

B .

C .

D .

电转甲烷储能技术是通过电解反应将水分解成氧气和氢气，然后将氢气和CO₂反应合成甲烷，以化学能形式存储和输运电能的储能技术(如下图所示)。

（1）水是一种极弱的电解质，电解水制氢环节可以加入增强水的导电性。
（2） 0.1Mpa，n(H₂)：n(CO₂)=4时，CO₂加氢甲烷化各产物平衡含量随温度的变化见下图，主要副反应为：CO₂(g)+H₂(g)⇌H₂O(g)+CO(g)∆H=+41.2kJ/mol
从上图可知，CO₂加氢甲烷化反应：4H₂(g)+CO₂(g)⇌CH₄(g)+2H₂O(g)∆H<0，请从平衡常数角度解释CO₂加氢甲烷化反应是放热反应的原因。
（3）甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH₄和O₂ ，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和NaCl溶液的实验，如下图所示。回答下列问题。
①甲烷燃料电池工作时，其负极的电极反应式为。
②闭合开关K后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是，电解NaCl溶液的总反应方程式为。
③若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况)，同时同流速且完全反应，则理论上最多能产生氯气的体积为L(标准状况)。