第四章剖析物质变化中的能量变化知识点题库

如图是原电池电解池的组合装置图。请回答：

（1）若甲池某溶液为稀H₂SO₄ ，闭合K时，电流表指针发生偏转，电极材料A为碳棒B为Fe，则：①A碳电极上发生的现象为。
②丙池中E、F电极均为碳棒，E电极为（填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”）。如何检验F侧出口的产物。
（2）若需将反应：Cu＋2Fe³^＋=Cu²^＋＋2Fe²^＋设计成如上图所示的甲池原电池装置，则B(正极)电极反应式为。
（3）若甲池为氢氧燃料电池，某溶液为KOH溶液，A极通入氢气，
①A电极的反应方程式为。
②若线路中转移0.02mol电子，乙池中C极质量变化g。
（4）若用少量NaOH溶液吸收SO₂气体，对产物NaHSO₃进一步电解可制得硫酸，将丙池电解原理示意图改为如下图所示。电解时阳极的电极反应式为。

已知某离子反应为：8Fe²⁺+NO₃^-+10H⁺＝NH₄⁺+8Fe³⁺+3H₂O，下列说法错误的是（）

A . Fe²⁺为还原剂，NO₃^-被还原 B . 消耗1mol氧化剂，转移电子8mol C . 氧化产物与还原产物的物质的量之比为1︰8 D . 若把该反应设计为原电池，则负极反应式为Fe²⁺-e^-＝Fe³⁺

250℃和1.01×10⁵Pa时，反应 2N₂O₅(g)=4NO₂(g)+O₂(g)；△H=+56.76kJ•mol^-1 ，自发进行的原因是（）

A . 是吸热反应 B . 是放热反应 C . 是熵减少的反应 D . 熵增大效应大于焓变效应。

如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO₄溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色，Mg(OH)₂沉淀的pH＝9)，接通电源一段时间后A管产生白色沉淀，下列叙述错误的是（）

A . 电解过程中电极附近溶液颜色变化是A管溶液由红变黄，B管溶液不变色 B . A管中发生的反应：2H₂O＋2e^－＋Mg²^＋=H₂↑＋Mg(OH)₂↓ C . 检验b管中气体的方法是用拇指堵住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内，看到木条复燃 D . 电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是溶液呈黄色，白色沉淀溶解

425℃时,向某V L的密闭容器中充入2molH₂(g)和2mol I₂(g)发生反应: H₂(g)+I₂(g) $\text{[math]}$ 2HI(g)

=-26.5kJ/mol,测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。

请回答下列问题:

（1） V=.
（2）该反应达到最大限度了的时间是,该时间内平均反应速率v(HI)=。
（3）该反应达到平衡状态时,(填“吸收”或“放出”)的热量为。

下列对于太阳能、生物质能和氧能的利用的说法不正确的是（）

A . 芒硝晶体(Na₂SO₄·10H₂O)白天在阳光下暴晒后失水、溶解吸热，夜里重新结晶放热，实现了太阳能转化为化学能继而转化为热能。 B . 将植物的秸秆、枝叶、杂草和人畜粪便加入沼气发酵池中，在富氧条件下，经过缓慢、复杂、充分的氧化反应最终生成沼气，从而有效利用生物质能。 C . 生活、生产中大量应用氢能源，首先要解决由水制备氢气的能耗、储存和运输等问题。 D . 垃圾焚烧处理厂把大量生活垃圾中的生物质能转化为热能、电能，减轻厂垃圾给城市造成的压力，改善了城市的环境，增强了市民的环保意识。

NaOH和盐酸都是中学化学常见的试剂。

（1） Ⅰ．某同学用0.200 0 mol·L^－1标准盐酸滴定待测烧碱溶液浓度
将5.0g烧碱样品（杂质不与酸反应）配成250 mL待测液，取10.00 mL待测液，如图是某次滴定时的滴定管中的液面，其读数为 mL。

（2）由下表数据得出NaOH的百分含量是。

滴定次数	待测NaOH溶液体积(mL)	标准盐酸体积
滴定次数	待测NaOH溶液体积(mL)	滴定前的刻度(mL)	滴定后的刻度(mL)
第一次	10.00	0.40	20.50
第二次	10.00	4.10	24.00

（3） Ⅱ．氧化还原滴定实验与酸碱中和滴定类似（用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之）。测血钙的含量时，进行如下实验：
①可将2mL血液用蒸馏水稀释后，向其中加入足量草酸铵(NH₄)₂C₂O₄晶体，反应生成 CaC₂O₄沉淀，将沉淀用稀硫酸处理得H₂C₂O₄溶液。

②将①得到的H₂C₂O₄溶液，再用酸性KMnO₄溶液滴定，氧化产物为CO₂ ，还原产物为Mn²⁺。

③终点时用去20mL 1.0×10^﹣4 mol/L的KMnO₄溶液。

写出用KMnO₄滴定H₂C₂O₄的离子方程式。
（4）滴定时，将KMnO₄溶液装在（填“酸式”或“碱式”）滴定管中。
（5）判断滴定终点的方法是。
（6）误差分析：（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
①如果滴定管用蒸馏水洗后未用酸性KMnO₄标准液润洗，则测量结果。

②滴定前后读数都正确，但滴定前有气泡，而滴定后气泡消失，则测量结果。
（7）计算：血液中含钙离子的浓度为mol/L。
（8） Ⅲ.50 mL 0.50 mol·L^－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L^－1NaOH溶液测定计算中和反应的反应热。回答下列问题：

从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃用品是。如改用0.0275 mol NaOH固体与该盐酸进行实验，则实验中测得的“中和热”数值将（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
（9）已知盐酸和NaOH稀溶液发生中和反应生成0.1 mol H₂O时，放出5.73 kJ的热量，则表示该反应中和热的热化学方程式为：。

“低碳经济，节能减排”是21世纪世界经济发展的新思路，下列与之相悖的是( )

A . 开发水能、风能、太阳能、地热能、核能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料 B . 大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源 C . 大力发展新能源汽车，如混合动力汽车、电动汽车等，以减少碳、氮氧化物的排放 D . 大力开采煤、石油和天然气，以满足经济发展的需要

关于下列实验装置的说法正确的是（）

A . 用图1吸收多余氨气且防止倒吸 B . 用图2收集SO₂并验证其还原性 C . 图3蒸干NH₄Cl饱和溶液制备NH₄Cl晶体 D . 用图4实验室制取氯气

下图所示三个烧瓶中分别装入含酚酞的0.01 mol·L^－1CH₃COONa溶液，并分别放置在盛有水的烧杯中，然后向烧杯①中加入生石灰，向烧杯③中加入NH₄NO₃晶体，烧杯②中不加任何物质。

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（1）含酚酞的0.01 mol·L^－1CH₃COONa溶液显浅红色的原因为(用离子方程式解释)。
（2）实验过程中发现烧瓶①中溶液红色变深，烧瓶③中溶液红色变浅，则下列叙述正确的是_____________(填字母)。

A . 水解反应为放热反应 B . 水解反应为吸热反应 C . NH₄NO₃溶于水时放出热量 D . NH₄NO₃溶于水时吸收热量
（3）向0.01 mol·L^－1CH₃COONa溶液中分别加入NaOH固体、Na₂CO₃固体、FeSO₄固体，使CH₃COO^－水解平衡移动的方向分别为、、。(填“左”、“右”或“不移动”)

人们在生产和生活中认识到，几乎在所有的化学变化过程中都伴随着能量变化，例如放热、吸热、发光、放电等等。如果从能量变化的角度来认识，下面说法中，正确的是（）

A . 化学变化都是放热的 B . 化学变化都是吸热的 C . 反应物所含能量等于生成物所含能量 D . 化学反应前后反应物和生成物所含能量会发生变化

下列热化学方程式书写正确的是（）

A . 2NO₂=2NO+O₂△H=-184.6kJ/mol(反应热) B . S(s)+O₂(g)=SO₂(g)△H=-184.6kJ/mol(燃烧热) C . C(s)+ $\text{[math]}$ O₂(g)=CO(g)△H=-184.6kJ/mol(燃烧热) D . NaOH(aq)+CH₃COOH(aq)=CH₃COONa(aq)+H₂O(l)△H=-57.3kJ/mol(反应热)

下列各反应中，符合如图所示能量变化的是（）

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A . HCl和NaOH的反应 B . Al和盐酸的反应 C . 甲烷在氧气中的燃烧反应 D . Ba（OH）₂·8H₂O和NH₄Cl的反应

“液态阳光”是指由阳光、二氧化碳和水通过人工光合作用得到的绿色液态燃料，下列有关“液态阳光”的说法错误的是（）

A . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 转化为“液态阳光”过程中同时释放能量 B . 煤气化得到的水煤气合成的甲醇不属于“液态阳光” C . “液态阳光”行动有利于可持续发展并应对气候变化 D . “液态阳光”有望解决全球化石燃料不断枯竭的难题

某自热饭盒的热能来源于水和生石灰的反应。下列说法正确的是（）

A . 该反应为氧化还原反应 B . 该过程中化学能转化为热能 C . 热能也可由NH₄NO₃溶于水来提供 D . 该反应生成物总能量高于反应物总能量

依据事实，书写下列热化学方程式：

（1）在25℃、101kPa时，1molC与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH₂ ，吸热131.5kJ：。
（2）已知稀溶液中，1molH₂SO₄与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6kJ热量，写出表示H₂SO₄与NaOH反应中和热的热化学方程式。
（3）已知：2SO2(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g) ΔH=-196.6kJ·mol^-1；
2NO(g)+O₂(g)⇌2NO₂(g) ΔH=-113.0kJ·mol^-1

请写出NO₂与SO₂反应生成SO₃和NO的热化学方程式。
（4）如图所示是NO₂和CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化的示意图，请写出NO₂和CO反应的热化学方程式：。

碳化镁( $\text{[math]}$ )可用于制备乙炔( $\text{[math]}$ )。制备 $\text{[math]}$ 的原理为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。以海水为原料制备碳化镁的工艺如下：

海水 $\text{[math]}$ 溶液 $\text{[math]}$

（1）氢氧化镁浊液中混有少量 $\text{[math]}$ ，提纯 $\text{[math]}$ 的操作是。
（2）电解熔融的 $\text{[math]}$ 时，阳极上的电极反应式为。
（3）实验室制备HCl的原理是 $\text{[math]}$ (浓) $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，用图1中的装置制备一瓶纯净的氯化氢。
①气流从左至右，装置导管口的连接顺序为(填标号)。
②D装置干燥管的作用是。
③C装置的反应中利用了浓硫酸的(填标号)。
a.难挥发性 b.强氧化性 c.吸水性
（4）制备碳化镁的装置如图2所示(装置中试剂均足量)。
已知： $\text{[math]}$ ，副产物有 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等。
①仪器M的名称是。
②B装置中的试剂是。F装置中集气瓶收集的气体有(除水蒸气外)(填化学式)。
③假设各物质完全反应，根据下列物理量可以计算出 $\text{[math]}$ 的质量的是(填标号)。
a.乙醇的体积和密度 b.镁的质量 c.浓硫酸的体积和密度

电能是一种清洁能源，下列发电厂在生产过程中，将化学能转化为电能的是（）

A . 水力发电厂 B . 火力发电厂 C . 潮汐发电厂 D . 风力发电厂

当今中国积极推进绿色低碳发展，力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发CO₂利用技术，降低空气中CO₂含量成为研究热点。工业上常用CO₂和H₂为原料合成甲醇(CH₃OH)，过程中发生如下两个反应：

反应I： $\text{[math]}$

反应II： $\text{[math]}$

（1） ①一定条件下，一氧化碳加氢生成甲醇的热化学方程式为： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
②若反应II逆反应活化能E_a(逆)为120 $\text{[math]}$ ，则该反应的E_a(正)活化能为 $\text{[math]}$ 。
（2） ①反应I在催化剂M表面进行，其中CO₂生成CH₃OH的历程如下图所示(*表示吸附在催化剂表面的物种，TS表示过渡态，能量的单位为eV)。
下列说法正确的是。
A．在反应过程中有极性键的断裂
B．本历程共分为5步反应进行
C．本历程的决速步骤的反应为： $\text{[math]}$
D．加入催化剂M可以提高甲醇的平衡产率
②在催化剂M表面进行反应I，当起始量 $\text{[math]}$ 时，在不同条件下达到平衡，体系中CO₂的转化率为α(CO₂)，在T=400℃下α(CO₂)随压强变化关系和在p=60MPa下α(CO₂)随温度变化关系如下图所示。其中代表在T=400℃下α(CO₂)随压强变化关系的是(填“a线”或“b线”)；a、b两线的交点E对应的平衡常数(填“相同”或“不同”)。当α(CO₂)为80%时，反应条件可能是。
（3）温度为T℃时，在一个刚性容器中模拟工业上合成CH₃OH，往容器中通入1molCO₂、3molH₂进行反应，反应过程中容器内的压强随着时间变化如下表所示。
时间/min
0
10
20
30
40
50
压强/MPa
120
105
95
90
88
88
(已知：CH₃OH选择性= $\text{[math]}$ )
请计算反应开始至40min的平均反应速率v(CH₃OH)=MPa/min；此时CH₃OH的选择性为80%，则反应I的压强平衡常数K_p= $\text{[math]}$ (只列计算式，压强平衡常数：用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压 $\text{[math]}$ 气体物质的量分数)。