第四章剖析物质变化中的能量变化知识点题库

某些化学键的键能数据如下表所示:

键	H—H	Br—Br	I—I	Cl—Cl	H—Cl	H—I	H—Br
	436	193	151	247	431	299	356

分析上表中的数据,下列结论正确的是(　　)

A . 1 mol Cl₂分解为气态原子时,需要放出247 kJ的能量 B . 由表中所列化学键形成的单质分子中,最稳定的是H₂,形成的化合物分子中,最不稳定的是HI C . 在一定条件下,1 mol H₂与足量的Cl₂、Br₂、I₂分别反应,放出热量由多到少的顺序是I₂>Br₂>Cl₂ D . 预测1 mol H₂在足量F₂中燃烧比在Cl₂中燃烧放热少

乙烯是合成食品外包装材料聚乙烯的单体，可以由丁烷裂解制备。裂解的副反应为C₄H₁₀(g，正丁烷) $\text{[math]}$ CH₄(g)+C₃H₆(g)

请回答下列问题

（1）化学上，将稳定单质的能量定为0，由元素的单质化合成单一化合物时的反应热叫该化合物的生成热，生成热可表示该物质相对能量。25℃、101kPa 几种有机物的生成热如下表所示：
物质
甲烷
乙烷
乙烯
丙烯
正丁烷
异丁烷
生成热/ kJ·mol^-1
-75
-85
52
20
-125
-132
由正丁烷裂解生成乙烯的热化学方程式为。
（2）一定温度下，在恒容密闭容器中投入一定量正丁烷发生反应生成乙烯。
①下列情况能说明该反应达到平衡状态的是(填标号)
A.气体密度保持不变
B.c(C₂H₄)·c(C₂H₆)/c(C₄H₁₀)保持不变

C.反应热保持不变
D.正丁烷分解速率利乙烷消耗速率相等
②为了提高反应速率和反应物的转化率，可采收的措施是。
（3）向密闭容器中充入正丁烷，在一定条件(浓度、催化剂及压强等) 下发生反应，测得乙烯产率与温度关系如图所示。温度高于600℃时，随着温度升高，乙烯产率降低，可能的原因是。
（4）在一定温度下向10L 恒容密闭容器中充入2mol 正丁烷，反应生成乙烯和乙烷，经过10min 达到平衡状态，测得平衡时气体压强是原来的1.75 倍。
①0~10min 内乙烷的生成速率v(C₂H₆)= mol·L^-1·min^-1
②上述条件下，正丁烷的平衡转化率为，该反应的平衡常数K 为。
（5）丁烷一空气燃料电池以熔融的K₂CO₃( 其中不含O^2-和HCO₃^-)为电解质，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池的正极反应式为26CO₂+13O₂+52e^-=26CO₃^2- ，则负极反应式为。

已知：Cu(s)＋2H^＋(aq)=Cu²^＋(aq)＋H₂(g) ΔH₁

2H₂O₂(l)=2H₂O(l)＋O₂(g) ΔH₂

2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(l) ΔH₃

则反应Cu(s)＋H₂O₂(l)＋2H^＋(aq)=Cu²^＋(aq)＋2H₂O(l)的ΔH是（）

A . ΔH＝ΔH₁＋1/2ΔH₂＋1/2ΔH₃ B . ΔH＝ΔH₁＋1/2ΔH₂－1/2ΔH₃ C . ΔH＝ΔH₁＋2ΔH₂＋2ΔH₃ D . ΔH＝2ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃

用原电池原理可以处理硫酸工业产生的SO₂尾气。现将SO₂通入如图装置(电极均为惰性材料)进行实验。下列说法错误的是（）

A . M极为负极，电极上发生氧化反应 B . 溶液中H⁺移向N区，SO₄^2-移向M区 C . N极发生的电极反应为O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O D . 相同条件下，M、N两极上消耗的气体体积之比为2：1

下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法错误的是（）

A . ΔH₃<0 B . ΔH₁=ΔH₂+ΔH₃ C . 按Cl、Br、I的顺序，ΔH₂依次增大 D . ΔH₁越小，HX越稳定

碳、氮、硫及其化合物对生产、生活有重要的意义。

（1）以 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 为原料可合成尿素。已知：
① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

写出NH₃和CO₂合成尿素和液态水的热化学方程式。
（2）高温下，CO₂与足量的碳在密闭容器中实现反应： $\text{[math]}$ 。向容积为1L的恒容容器中加入0.2molCO₂ ，在不同温度下达到平衡时CO₂的物质的量浓度随温度的变化如图所示。则该反应为(填“放热”或“吸热”)反应；某温度下若向该平衡体系中再通入0.2molCO₂ ，达到新平衡后，体系中CO的百分含量(填“变大”、“变小”或“不变”)。
（3）一定量的 $\text{[math]}$ 与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应： $\text{[math]}$ ，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：

①650℃时，反应达平衡后 $\text{[math]}$ 的转化率为。

② $\text{[math]}$ ℃时，平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压 $\text{[math]}$ 总压 $\text{[math]}$ 体积分数)。
（4） $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 能发生反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
在固定体积的密闭容器中，使用某种催化剂，改变原料气配比进行多次实验(各次实验的温度可能相同，也可能不同)，测定 $\text{[math]}$ 的平衡转化率。部分实验结果如图所示：

①当容器内(填标号)不再随时间的变化而改变时，反应达到平衡状态。

A．气体的压强 B．气体的平均摩尔质量 C．气体的密度 D． $\text{[math]}$ 的体积分数

②如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态，应采取的措施是。

③若A点对应实验中， $\text{[math]}$ 的起始浓度为 $\text{[math]}$ ，经过 $\text{[math]}$ 达到平衡状态，该时段化学反应速率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

④图中C、D两点对应的温度分别为 $\text{[math]}$ ℃和 $\text{[math]}$ ℃，通过计算判断 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“ $\text{[math]}$ ”、“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)。

维持pH的稳定对生命体的生理活动、化学电源的高效工作等具有重要意义。

（1）常温下，在不同试剂中加入酸或碱后体系pH的变化如下表所示。

试剂	pH
试剂	初始	通入0.01 mol HCl气体	加入0.01 mol NaOH固体
i.1 L H₂O	7	a	12
ii.0.10 mol CH₃COOH+0.10 mol CH₃COONa配制成1 L的溶液	4.76	4.67	4.85

①a=(忽略通入HCl气体前后体系的体积变化)。

②结合化学用语解释试剂ii显酸性的原因：。

③试剂ii中微粒浓度关系正确的有(填序号)。

a. c(CH₃COOH)>c(Na⁺)>c(CH₃COO^-)

b. 2c(H⁺)=c(CH₃COO^-)-c(CH₃COOH)+2c(OH^-)

c. c(CH₃COOH)+c(CH₃COO^-)=0.2 mol/L

④由表中数据可知，试剂ii的pH受一定量的酸和碱的影响不大。溶液的这种能对抗外来少量强酸、强碱或适当稀释，而保持溶液的pH几乎不变的作用称为缓冲作用。下列溶液具有缓冲作用的是(填序号)。

a. HCl—NaCl b. Na₂CO₃—NaHCO₃ c. NH₃·H₂O-NH₄Cl d. KOH—KCl

（2）缓冲溶液应用在某种液钒电池中能稳定电池的输出电流，该电池装置示意图如下图所示，电池的总反应如下：

Zn+2VOSO₄+2H₂SO₄ $\text{[math]}$ ZnSO₄+V₂(SO₄)₃+2H₂O

已知：VOSO₄和V₂(SO₄)₃的电离方程式分别为VOSO₄=VO²⁺+SO₄^2-；V₂(SO₄)₃=2V³⁺+3SO₄^2-；

①放电时，B室中c(H⁺)(填“增大”“减小”或“不变”)，结合化学用语说明理由：。

②充电时，A室中的c(H⁺)变化缓慢的原因是。

“重油—氧气—熔融碳酸钠”燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是（）

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A . O₂在b极得电子，最终被还原为 $\text{[math]}$ B . 放电过程中，电子由电极a经导线流向电极b C . 该电池工作时， $\text{[math]}$ 经“交换膜2”移向b极 D . H₂参与的电极反应为： $\text{[math]}$

依据题意，写出下列反应的热化学方程式。

（1）在25 ℃、101 kPa条件下，1 g甲醇燃烧生成CO₂和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为。
（2）若适量的N₂和O₂完全反应生成NO₂ ，每生成23 g NO₂需要吸收16.95 kJ热量。则该反应的热化学方程式为。
（3）用N_A表示阿伏加德罗常数的值，在C₂H₂(气态)完全燃烧生成CO₂和液态水的反应中，每有5N_A个电子转移时，放出650 kJ的热量。则该反应的热化学方程式为。
（4）燃烧1 g乙炔生成二氧化碳和液态水放出热量50 kJ，则表示乙炔燃烧热的热化学方程式为。
（5）在25 ℃、101 kPa下，已知SiH₄气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1 mol电子放热190.0 kJ，该反应的热化学方程式是。
（6）已知4.4 g CO₂气体与足量H₂经催化生成CH₃OH气体和水蒸气时放出4.95 kJ的热量，其热化学方程式为：。
（7）已知：Al₂O₃(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g) ΔH₁＝＋1344.1 kJ· mol^－¹
2AlCl₃(g)=2Al(s)＋3Cl₂(g) ΔH₂＝＋1169.2 kJ· mol^－¹

由Al₂O₃、C和Cl₂反应生成AlCl₃(g)的热化学方程式为。

盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现已知火箭发射时可用肼（N₂H₄）为燃料，以NO₂作氧化剂，反应生成N₂(g)和气态的水，据下列的2个热化学反应方程式：

N₂(g)+2O₂(g)= 2NO₂(g) △H= +67.7kJ／mol

N₂H₄(g)+O₂(g)=N₂(g)+ 2H₂O(g) △H= -534kJ／mol

试写出气态肼（N₂H₄）与NO₂反应生成N₂(g)和气态水的热化学反应方程式：

写出下列反应的热化学方程式。

（1） 4g硫粉完全燃烧生成二氧化硫气体，放出37kJ热量，热化学方程式
（2）命名有机物：

海水中锂资源非常丰富，但是海水中的锂浓度低，很难被提取出来。我国科学家设计了一种太阳能驱动下，利用选择性固体陶瓷膜电解海水提取金属锂的装置(示意图如下)，该装置工作时，下列说法错误的是（）

A . 该装置主要涉及的能量变化：太阳能→电能→化学能 B . 电极B上的电极反应式：4OH⁻-4e⁻=O₂↑+2H₂O C . 选择性固体陶瓷膜不允许H₂O通过 D . 工作时，电极A为阴极

微生物电池是在微生物作用下将化学能转化为电能的装置。利用微生物电池处理含铬废水可以回收铬，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（）

A . a电极为电池负极 B . b极反应式为Cr³⁺+3H₂O=Cr(OH)₃+3H⁺ C . 每处理1molCr₂O $\text{[math]}$ ，a电极上会生成1.5molCO₂ D . 反应完毕后溶液的pH会升高

利用生物电化学系统处理废水的原理如图。下列对系统工作时的说法错误的是（）

A . b电极为负极，发生氧化反应 B . 双极膜内的水解离成的H⁺向b电极移动 C . 有机废水发生的反应之一为CH₃COO^-+2H₂O-8e^-=2CO₂↑+7H⁺ D . 该系统可处理废水、回收铜等金属，还可提供电能

已知：H^＋(aq)＋OH^－(aq)=H₂O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol^－1。对于下列稀溶液或固体之间的反应：

①HCl(aq)＋NH₃·H₂O (aq)=NH₄Cl(aq)＋H₂O(l) ΔH＝－a kJ·mol^－1

②HCl(aq)＋NaOH(s)=NaCl(aq)＋H₂O(l) ΔH＝－b kJ·mol^－1

③HNO₃ (aq)＋NaOH (aq)=NaNO₃ (aq)＋H₂O(l) ΔH＝－c kJ·mol^－1

下列有关a、b、c三者的大小关系中正确的是（）

A . a＞b＞c＞57.3 B . a＞b＝c＝57.3 C . b＞c＝57.4＞a D . 无法比较

下列叙述正确的是（）

A . 同温同压下， $\text{[math]}$ 在光照和点燃条件下的 △H相同 B . 氢氧化钠固体溶于水会放出大量的热量，属于放热反应 C . 反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生放热反应 D . 吸热反应必须加热才能发生

下列反应既属于氧化还原反应，又属于放热反应的是( )

①锌粒与稀H₂SO₄反应制取H₂②氢气在氧气中燃烧③碳酸钙高温分解成氧化钙和二氧化碳④氢氧化钾和硫酸中和⑤Ba(OH)₂•8H₂O与NH₄Cl反应⑥氢气还原氧化铜⑦葡萄糖在人体内氧化分解⑧制取水煤气的反应

A . ①②⑦ B . ①②④⑦ C . ③⑤⑥⑧ D . ①②⑥⑦⑧

用石墨烯锂硫电池电解制备 $\text{[math]}$ 的装置如图所示。电池放电时的反应为 $\text{[math]}$ ，电解池两极材料分别为 $\text{[math]}$ 和石墨，工作一段时间后，右侧玻璃管产生大量的白色沉淀。下列说法正确的是（）

A . Y是铁电极，发生氧化反应 B . 电子流动的方向： $\text{[math]}$ C . 正极可发生反应： $\text{[math]}$ D . 锂电极减重 $\text{[math]}$ 时，则电路中转移 $\text{[math]}$ 电子

回答下列问题：

（1）已知：Fe(s)+ $\text{[math]}$ O₂(g)= FeO(s) ΔH= -272.0KJ·mol^-1
2Al(s)+ $\text{[math]}$ O₂(s)= Al₂O₃(s) ΔH=-1675.7KJ·mol^-1
Al和FeO发热反应的热化学方程式是。
（2）某可逆反应在不同条件下的反应历程分别为A、B，如图所示。
①据图判断：当反应达到平衡后，其他条件不变，升高温度，反应物的转化率(填“增大”“减小”或“不变”)；
②其中B历程表明此反应采用的条件为 (选填序号)。
A．升高温度 B．增大反应物的浓度
C．降低温度 D．使用催化剂
（3） 1000℃时，硫酸钠与氢气发生下列反应： Na₂SO₄(s)+4H₂(g)= Na₂S(s)+ 4H₂O(g)。该反应的平衡常数表达式为K=；已知K (1000℃ ) ＜K (1200℃) ，若降低体系温度，混合气体的平均相对分子质量将 (填“增大”、 “减小”或“不变”)。
（4）常温下，如果取0.1mol·L^-1HA溶液与0.1mol ·L^-1NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化忽略不计)，测得混合液的pH=8。
①混合液中由水电离出的OH^—浓度与0.1mol·L^-1NaOH溶液中由水电离出的OH^—浓度之比为；
②已知NH₄A溶液为中性，又知将HA溶液加到Na₂CO₃溶液中有气体放出，试推断相同温度下，等物质的量浓度的下列盐溶液按pH由大到小的排列顺序为(填序号)＞＞
a．NH₄Cl b． NH₄A c． (NH₄)₂CO₃