4.2 化学变化中的能量变化知识点题库

下列说法正确的是（）

A . 铅蓄电池在放电过程中，负极质量减小，正极质量增加 B . SO₃与Ba(NO₃)₂溶液可得到BaSO₄ ， SO₂与Ba(NO₃)₂溶液可得到BaSO₃ C . 明矾水解生成Al(OH)₃胶体，可用作净水剂 D . 室温下，SiO₂(s)+3C(s)=SiC(s)+2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH<0

一种钌(Ru)配合物光敏太阳能电池工作原理及电池中发生的反应如下所示。下列说法正确的是（）

A . 电极X为电池的正极 B . 电池工作时，光能→化学能→电能 C . 电池工作时，I^-在电极Y上得电子 D . 电池电解质溶液中I^-和I₃^-的浓度不断减少

氮的化合物用途广泛。回答下列问题：

（1）在一定条件下，氮气能和水蒸气反应生成氨气和氧气2N₂（g）＋6H₂O（g）=4NH₃（g）＋3O₂（g）△H，与该反应相关的化学键键能数据如下：

化学键

N≡N

H—O

N—H

O=O

E（kJ/mol）

946

463

391

496

则该反应的△H＝kJ·mol^-1。
（2）在恒容密闭容器中充入2 mol N₂O₅与1molO₂发生反应4NO₂(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2N₂O₅(g)△H。
①已知在不同温度下测得N₂O₅的物质的量随时间的变化如图所示，该反应的△H0（填“＞”“＜”或“＝”）。高温下该反应能逆向自发进行，其原因是。

②下列有关该反应的说法正确的是（填标号）。

A．扩大容器体积，平衡向逆反应方向移动，混合气体颜色变深

B.恒温恒容，再充入2 mol NO₂和1molO₂ ，再次达到平衡时，NO₂的转化率增大

C.恒温恒容，当容器内的密度保持不变时，反应达到了平衡状态

D.若该反应的平衡常数增大，则一定是降低了温度
（3） N₂O₅是一种新型绿色硝化剂，其制备可以用硼氢化钠燃料电池作电源，采用电解法制备得到N₂O₅ ，工作原理如图所示。则硼氢化钠燃料电池的负极反应式为。
（4） X、Y、Z、W分别是HNO₃、NH₄NO₃、NaOH、NaNO₂四种强电解质中的一种。上表是常温下浓度均为0.01mol・L^—1的X、Y、Z、W溶液的pH。将X、Y、Z各1mol同时溶于水中得到混合溶液，则混合溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为。

0.01mol・L^—1的溶液

X

Y

Z

W

pH

12

2

8.5

4.5
（5）氮的氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时，涉及如下反应：
I：2NO₂(g)+NaCl(s) $\text{[math]}$ NaNO₃ (s)+ClNO(g) K₁

Ⅱ：2NO(g)+Cl2(g) $\text{[math]}$ 2CNO(g) K₂

①4NO₂（g）＋2NaCl（s） $\text{[math]}$ 2NaNO₃（s）＋2NO（g）＋Cl₂（g）的平衡常数K＝（用K₁、K₂表示）。

②在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1 mol Cl₂ ， 10min时反应Ⅱ达到平衡，测得10min内（ClNO）＝7.5×10^-3mol・L^-1・min，则平衡时NO的转化率α₁=；若其他条件不变，反应Ⅱ在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α₂α₁（填“＞”“＜”或“＝”）。

含碳物质在日常生活与工业生产上有广泛的应用。

（1）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图1所示，写出电极A中发生的电极方程式；
（2）利用光能和光催化剂，可将CO₂和H₂O(g)转化为CH₄和O₂。紫外光照射时，在不同催化剂（I、Ⅱ，Ⅲ）作用下，CH₄产量随光照时间的变化见图2。在15小时内，CH₄的平均生成速率I、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为（填序号）。
（3）以 TiO₂/Cu₂Al₂O₄为催化剂，可以将CO₂和CH₄直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图3。乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是；
（4） CO和H₂在Cu₂O/ZnO作催化剂的条件下发生反应：CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)获得甲醇。向2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H₂(g)，发生反应合成甲醇，反应过程中，CH₃OH的物质的量（n）与时间（t）及温度的关系如图4所示。

①500℃的此反应的平衡常数K=；

②据研究，反应过程中起催化作用的为Cu₂O，反应体系中含少量的CO₂有利于维持Cu₂O的量不变，原因是（用化学方程式表示）。

③在500℃恒压条件下，请在图4中画出反应体系中n(CH₃OH)随时间t变化的总趋势图。

某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述错误的是（）

A . a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B . a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu²⁺+ 2e⁻= Cu C . a和b用导线连接后，溶液中的Cu²⁺向铜电极移动 D . a和b用导线连接后，Fe片上发生还原反应，

一碳化学是指以分子中只含一个碳原子的化合物(如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等)为原料，用化工的方法制造产品的化学体系的总称。我国能源比较丰富，煤的探明储量6000亿吨，居世界第三位，因此，发展一碳化学有着优越的条件和光明的前途。请回答下列有关问题。

（1）已知在一定温度下有如下反应：
I.C(s)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g) ∆H₁=akJ/mol

II.CO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ H₂(g)+CO₂(g) △H₂=bkJ/mol

III.C(s)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂(g) △H₃。
（2）在一恒容的密闭容器中，加入1molCO(g)、2molH₂O(g)，发生反应CO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ H₂(g)+CO₂(g) △H ，CO的平衡转化率随温度的变化如图所示：

①该反应的△H0 (填“<”或“>”。)

②在某温度下，能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是。

a.混合气体中c(CO)不变

b.c(CO)=c(CO₂)

c.υ正(H₂O)=υ逆(H₂)

d.混合气体的平均相对分子质量不变

③A点时H₂O(g)的转化率为。

④在体积不变时，要增大该反应的正反应速率可采取的措施是(写两条)。

⑤A点时该反应的平衡常数为(保留到小数点后两位)。

⑥若在该容器中充入2molCO和3mol水蒸气进行反应，达到平衡时水蒸气的体积分数与H₂的体积分数相等，则平衡后CO的体积分数为。

如图是元素周期表中的一部分，据此回答下列有关问题:

（1）写出只由①、②两元素形成的最简单的有机化合物的电子式。
（2）画出④元素简单离子的结构示意图。
（3）某原子的结构示意图如图所示，其在周期表中的位置为，该元素的符号为 ;上表中与其同主族的元素为（填元素名称），通过简单实验可比较这两种元素非金属性的强弱(实验简单、现象明显)，写出该实验原理的离子反应方程式。
（4） ⑤元素的最高价氧化物的水化物的化学式为，其中的含的化学键类型为，该物质为化合物(填共价或离子)。
（5）将⑦对应的单质投入稀硫酸中发生反应属于反应（填“吸热”或“放热”），若将⑦对应的单质和②对应的单质用导线连接后投入稀硫酸溶液中，组成的装置中化学能转化为，正极的电极反应式。
（6） ③、④两元素形成的化合物A为红棕色气体，将其密封于玻璃仪器中并加热会发现颜色变深，原因是。

下列反应中，既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是（）

A . 锌片与稀硫酸的反应 B . Ba(OH)₂·8H₂O与NH₄Cl的反应 C . 甲烷在空气中的燃烧反应 D . 高温条件下炭与CO₂的反应

工业合成氨的原料气来源于化石燃料，如采用甲烷与二氧化碳反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。（在某容器中，充入等物质的量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ）下列说法正确的是（）

A . 该原料气的制备反应为放热反应， $\text{[math]}$ B . 压强关系： $\text{[math]}$ C . 恒温、恒压条件下，充入 $\text{[math]}$ ，平衡向逆反应方向移动 D . $\text{[math]}$ 时的平衡常数 $\text{[math]}$

已知：①P₄（S，白磷）+5O₂（g）=P₄O₁₀（S）△H=-2983.2kJ•mol^-1

②P（S，红磷）+ $\text{[math]}$ O₂(g)= $\text{[math]}$ P₄O₁₀(s)△H=-738.5kJ•mol^-1

写出白磷转化为红磷的热化学方程式：。

ZulemaBorjas等设计的一种微生物脱盐池的装置如图所示，下列说法正确的是（）

图片_x0020_100011

A . 该装置工作时，电能转化为化学能 B . 该装置可以在高温下工作 C . X为阳离子交换膜，Y为阴离子交换膜 D . 负极反应为CH₃COO^-+2H₂O-8e^-=2CO₂↑+7H⁺

水煤气的主要成分为CO和H₂ ，工业上常利用CH₄和H₂O在催化剂和一定条件下来制备水煤气原理为CH₄(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO(g)+3H₂(g) △H>0。下列条件中最适宜工业生产水煤气的是（）

A . 温度为25℃，压强为50kPa B . 温度为25℃，压强为101kPa C . 温度为500℃，压强为1000kPa D . 温度为800℃，压强为250kPa

可逆反应2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)是硫酸工业中非常重要的一个反应，因该反应中使用催化剂而被命名为接触法制硫酸。

（1）使用V₂O₅催化该反应时，涉及催化剂V₂O₅的能量变化如图1所示：

则2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g) ΔH₃=。
（2）向10L密闭容器中加入V₂O₄(s)、SO₂(g)各1mol及一定量的O₂ ，改变加入O₂的量，在常温下反应一段时间后，测得容器中V₂O₄、V₂O₅、SO₂和SO₃的量随反应前加入O₂的量的变化如图2所示，图中没有生成SO₃的可能原因是。
（3）向体积可变的密闭容器中加入V₂O₅(s)、SO₂(g)各0.6mol、O₂(g)0.3mol，此时容器的体积为10L，保持恒压的条件下分别在T₁、T₂、T₃三种温度下进行反应，测得容器中SO₂的转化率如图3所示。

①T₃温度下反应速率最慢的原因是。

②T₂温度时，反应达平衡时容器的体积为L，2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)的平衡常数K=。

③T₂时使用V₂O₅进行反应：2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)，反应达平衡后增大容器的体积同时再充入一定量的O₂(g)，在保证O₂(g)的浓度不变，平衡(填标号)

A．向正反应方向移动 B．不移动 C．向逆反应方向移动 D．无法确定
（4）近年来，地下水中的氮污染已成为世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和依(Ir)的催化作用下，H₂可高效转化酸性溶液中的硝态氮( $\text{[math]}$ )，其工作原理如图所示。

导电基体上的单原子铜表面发生反应的方程式为。

下列“类比”合理的是（）

A . Cu与Cl₂反应生成+2价的CuCl₂ ，则Cu与S反应生成+2价的CuS B . C在足量O₂中燃烧生成CO₂ ，则S在足量O₂中燃烧生成SO₃ C . Fe—Cu原电池，Fe的活泼性比Cu强，在稀硫酸介质中，Fe做负极，则在浓硝酸中，也是Fe做负极 D . NH₃与HCl反应生成NH₄Cl，则H₂N—NH₂也可以与HCl反应生成N₂H₆Cl₂

下列设计的实验操作和现象以及所得的结论均正确的是（）

选项	实验操作和现象	结论
A	将一块镁片与一块铝片经电流表用导线连接，浸入NaOH溶液中，铝片逐渐溶解，电流表指针偏向镁片	铝片为负极
B	将 $\text{[math]}$ 样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，溶液变红色	$\text{[math]}$ 样品已变质
C	将盐酸滴加到 $\text{[math]}$ 固体中，把产生的气体通入品红溶液，品红溶液褪色	非金属性：Cl＞S
D	往淀粉溶液中加入少量稀硫酸，加热。待溶液冷却后加入NaOH溶液调至碱性，再加入少量新制 $\text{[math]}$ ，继续加热，生成砖红色沉淀	淀粉完全水解

A . A B . B C . C D . D

2021年6月17日我国自主研发的神州十二号飞船进入太空，改进型火箭推进剂之一为无色气体 $\text{[math]}$ 。已知 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的结构式分别是

和

。实验测得N-N键的键能为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 中氮氧键的键能为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 中氮氧键的键能为 $\text{[math]}$ 。

（1）写出 $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ 的热化学方程式。

（2）在100℃时，将0.40mol的 $\text{[math]}$ 气体充入2L的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到下表所示数据。

时间/s	0	20	40	60	80
$\text{[math]}$	0.40	n₁	0.26	n₃	n₄
$\text{[math]}$	0.00	0.05	n₂	0.08	0.08

平衡常数 $\text{[math]}$ 可用反应体系中气体物质分压表示(即 $\text{[math]}$ )，表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数[例如： $\text{[math]}$ ]。设反应开始时体系压强为 $\text{[math]}$ ，反应 $\text{[math]}$ ，平衡时各组分压强关系表达的平衡常数 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ ；20~40s内， $\text{[math]}$ 的平均反应速率为 $\text{[math]}$ 。

（3）反应 $\text{[math]}$ ，一定条件下 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的消耗速率与自身压强间存在： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。其中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 是与反应及温度有关的常数。一定温度下， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 与平衡常数 $\text{[math]}$ 的关系是 $\text{[math]}$ 。
（4）将一定量的 $\text{[math]}$ 充入注射器中后封口，下图是在拉伸或压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小)。下列说法正确的是_______。

A . d点： $\text{[math]}$ B . b点的操作是压缩注射器 C . c点与a点相比， $\text{[math]}$ 增大， $\text{[math]}$ 减小 D . 若不忽略体系温度变化，且没有能量损失，则b、c两点的平衡常数 $\text{[math]}$

已知下列3个热化学方程式(K为平衡常数)：

① $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$

则 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的表达式分别为（）

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

已知某化学反应A₂(g)＋2B₂(g)=2AB₂(g)(A₂、B₂、AB₂的结构式分别为A=A、B—B、B—A—B)，反应过程中的能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是（）

A . 该反应的进行一定需要加热或点燃 B . 该反应若生成2 mol AB₂(g)，则放出的热量为(E₁-E₂)kJ C . 该反应断开化学键放出能量，形成化学键吸收能量 D . 形成4 mol B—A键放出E₂ kJ能量

水系钠离子电池在可再生能源规模储存领域具有重要应用前景。下图为水系钠离子电池的工作原理，工作时的总反应为： Na₂Ni[Fe(CN)₆] + NaTi₂(PO₄)₃ $\text{[math]}$ Na_2+xNi[Fe(CN)₆] +Na_1-xTi₂(PO₄)₃ ，在放电过程中，电极表面会发生电解液析氢副反应，可添加MgSO₄溶液来保护电极。下列说法错误的是（）

A . 放电时， $\text{[math]}$ 向 Y电极移动 B . 正极的电极反应式为Na₂Ni[Fe(CN)₆]+ xe^- + xNa⁺ = Na_2+xNi[Fe(CN)₆] C . 充电时，X电极与电源负极相连 D . Mg²⁺结合水电解出的OH^-生成Mg(OH)₂保护层附着在电极表面，可增强材料的耐腐蚀能力

“下列热化学方程式中的 $\text{[math]}$ 能表示可燃物燃烧热的是（）