4.2 化学变化中的能量变化知识点题库

A和B转化为C的催化反应历程示意图如下。下列说法错误的是（）

A . 催化剂在反应前后保持化学性质不变 B . 生成C总反应的原子利用率为100% C . ①→②的过程吸收能量 D . C的水溶液呈弱酸性

汽车尾气净化中的一个反应如下：2NO(g)+2CO(g)=N₂(g)+2CO₂(g)，请回答下列问题：

（1）已知：N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)   ΔH＝+180.5kJ·mol⁻¹
C(s)+O₂(g)=CO₂(g)   ΔH＝－393.5 kJ·mol⁻¹

2C(s)+O₂(g)=2CO(g)   ΔH＝－221 kJ·mol⁻¹

则2NO(g)+2CO(g)=N₂(g)+2CO₂(g)的ΔH＝kJ·mol⁻¹。
（2）一定温度下，向容积为1L的密闭容器中充入一定量的NO和CO。在t₁时刻达到平衡状态，此时n(CO)＝0.1mol，n(NO)＝0.2mol，n(N₂)＝a mol，且平衡时混合气体压强为初始气体压强的0.8。
①则该反应的平衡常数K＝。若保持温度及容器容积不变，平衡后在此基础上再向容器中充入2a mol的N₂、0.2mol的NO，平衡将(填“向左”“向右”或“不”)移动。

②下列各种情况，可说明该反应已经达到平衡状态的是(填字母)。

A．v(CO₂)_生成＝v(CO)_消耗

B.混合气体的密度不再改变

C.混合气体的平均相对分子质量不再改变

D.NO、CO、N₂、CO₂的浓度均不再变化

E．单位时间内生成2n mol碳氧双键的同时消耗n mol N≡N

③在t₂时刻，改变某一外界条件，正反应速率的变化曲线如图所示：可能改变的条件是
（3）有人提出可以用如图所示的电解原理的方法消除汽车尾气，写出阳极发生的电极反应式：。
（4）如果要净化汽车尾气同时提高该反应的速率和NO的转化率，采用的措施是____。

A . 降低温度 B . 增大压强同时加催化剂 C . 升高温度同时充入N₂ D . 及时将CO₂和N₂从反应体系中移走

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。下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0.2 mol NO和0.1 mol Cl₂ ， 10min时反应Ⅱ达到平衡，测得10min内v(ClNO)＝7.5×10^-3mol・L^-1・min^-1 ，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α₂ α₁（填“＞”“＜”或“＝”）。

某硫酸厂以含有SO₂的尾气、氨气等为原料，合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下：

图片_x0020_1618051565

（1）写出反应Ⅲ的化学方程式：。
（2）下列有关说法正确的是_________（填字母）

A . 反应Ⅰ中需鼓入足量空气，以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙 B . 反应Ⅱ和反应Ⅲ的基本反应类型相同 C . 反应Ⅳ需控制在60～70℃，目的之一是减少碳酸氢铵的分解 D . 反应Ⅴ中的副产物氯化铵可用作氮肥
（3）（NH₄）₂SO₃可用于电厂等烟道气中脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统。写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式：。
（4）很多硫酸厂为回收利用SO₂ ，直接用氨水吸收法处理尾气。
①用15.0 mL 2.0 mol/L氨水吸收标准状况下448 mL SO₂ ，吸收液中的溶质为。

②某同学用酸性KMnO₄溶液滴定上述吸收液，当达到滴定终点时，消耗KMnO₄溶液25.00mL，则酸性KMnO₄溶液中c(KMnO₄) =。
（5）氨气用途广泛，可以直接用于燃料电池，下图是用氨水作原料的燃料电池的工作原理。

氨气燃料电池的电解质溶液最好选择（填“酸性”、“碱性”或“中性”）溶液，氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池总反应的化学方程式是，负极的电极反应式是。

在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子 $\text{[math]}$ 使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用 $\text{[math]}$ 表示 $\text{[math]}$ 请认真观察如图，然后回答问题．

图片_x0020_1219681516

（1）图中所示反应是 $\text{[math]}$ 填“吸热”或“放热” $\text{[math]}$ 反应．
（2）已知拆开1mol $\text{[math]}$ 键、1mol $\text{[math]}$ 、1mol $\text{[math]}$ 键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、 $\text{[math]}$ 则由1mol氢气和1mol 碘反应生成HI会 $\text{[math]}$ 填“放出”或“吸收” $\text{[math]}$ kJ的热量 $\text{[math]}$ 在化学反应过程中，是将转化为．
（3）下列反应中，属于放热反应的是，属于吸热反应的是．
$\text{[math]}$ 物质燃烧

$\text{[math]}$ 炸药爆炸

$\text{[math]}$ 酸碱中和反应

$\text{[math]}$ 二氧化碳通过炽热的碳

$\text{[math]}$ 食物因氧化而腐败

$\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应

$\text{[math]}$ 铁粉与稀盐酸反应．

参照反应Br＋H₂―→HBr＋H的能量对反应历程的示意图(图甲)进行判断。下列叙述中错误的是（）

图片_x0020_879991706

A . 正反应吸热 B . 加入催化剂，该化学反应的反应热不变 C . 加入催化剂后，该反应的能量对反应历程的示意图可用图乙表示 D . 加入催化剂可增大正反应速率，降低逆反应速率

资源的高效利用对保护环境。促进经济持续健康发展具有重要作用。磷尾矿主要含Ca₅(PO₄)₃F和CaCO₃·MgCO₃。某研究小组提出了磷尾矿综合利用的研究方案，制备具有重要工业用途的CaCO₃、Mg(OH)₂_、P₄和H₂ ，其简化流程如下：

已知：①Ca₅(PO₄)₃F在950℃不分解

②4Ca₅(PO₄)₃F+18SiO₂+30C $\text{[math]}$ 2CaF₂+30CO↑+18CaSiO₃+3P₄

请回答下列问题：

（1） 950℃煅烧磷尾矿生成气体的主要成分是
（2）实验室过滤所需的玻璃仪器是
（3） NH₄NO₃溶液能从磷矿Ⅰ中浸取出Ca²⁺的原因是
（4）在浸取溶液Ⅱ中通入NH₃ ，发生反应的化学方程式是
（5）工业上通常用磷精矿[Ca₅(PO₄)₃F]和硫酸反应制备磷酸。已知25℃，101kPa时：
CaO(s)+H₂SO₄(l)=CaSO₄(s)+H₂O(l) △H=-271kJ/mol

5CaO(s)+3H₂SO₄(l)+HF(g)=5H₂O(l)+Ca₅(PO₄)₃F(s) △H=-937kJ/mol

则Ca₅(PO₄)₃F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是

中科院某课题组将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池(如图所示)，该电池可将可乐(pH=2.5)中的葡萄糖作为燃料获得能量。下列说法中正确是（）

图片_x0020_1056438201

A . a极为正极 B . 随着反应不断进行，负极区的pH不断增大 C . b极电极反应式为MnO₂+2H₂O+2e^-=Mn²⁺+4OH^- D . 消耗0.01mol葡萄糖，电路中转移0.02mol电子

为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量，研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量显得尤为重要。

（1）已知：①N₂(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO(g) ΔH＝+180.5kJ/mol；
②CO的燃烧热为283.0kJ/mol。

则2NO(g)+2CO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)+2CO₂(g) ΔH＝kJ/mol。
（2）在恒温、恒容条件下，将2.0mol NO和1.0mol CO充入一个容积为2L的密闭容器中发生上述反应，反应过程中部分物质的物质的量(n)变化如图所示。

①N₂在0～9min内的平均反应速率v(N₂)＝mol/(L·min)；

②第9min时氮气的产率为；

③第12min时改变的反应条件可能为(填字母代号)；

A．升高温度 B．加入NO C．加催化剂 D．减小压强 E．降低温度

④若在第24min将NO与N₂的浓度同时增加到原来的2倍，化学平衡移动(填“向正反应方向”、“逆反应方向”或“不”)。
（3）若将反应容器改为恒温容积可变的恒压密闭容器，压强为P=3.0MPa，反应物加入的物质的量不变，达到平衡时CO的转化率为50%，该温度下此反应平衡常数K_p＝。

下列各组材料中，不能组成原电池的是（）

图片_x0020_100001

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

如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是（）

A . 图a表示的是吸热反应的能量变化 B . 图b中反应物比生成物稳定 C . 图a可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化 D . 图a中的反应不需要加热就一定能发生，图b中的反应一定需要加热才能发生

下列能表示乙炔燃烧热的热化学方程式的是 ( )

A . 2C₂H₂(g)+5O₂(g)=4CO₂(g)+2H₂O(g) ΔH=a kJ·mol^-1 B . C₂H₂(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g)=2CO₂(g)+H₂O(l) ΔH=b kJ·mol^-1 C . C₂H₂(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g)= 2CO(g)+H₂O(g) ΔH=c kJ·mol^-1 D . C₂H₂(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g)=2CO(g)+H₂O(l) ΔH=d kJ·mol^-1

过氧化氢分解一直是科学研究的热点。

（1） Ⅰ．研究温度对 $\text{[math]}$ 催化H₂O₂分解速率的影响
H₂O₂分解时，温度会明显上升，表明反应物总能量于生成物总能量。(填“高”或“低”)
（2）按图1组装仪器，在试管中加入过氧化氢和蒸馏水，在恒温水浴中浸泡2min后，加入CuSO₄溶液。实验记录和数据处理见表1。

①必须使用恒温水浴的原因是。

②实验c的第9min，生成O₂物质的量为mmol(1mmol=10^-3mol)，H₂O₂的平均反应速率为v(H₂O₂)= $\text{[math]}$ 。

③由实验a、b、c可知，升温加快O₂生成。为确认升温时加快了H₂O₂自身分解还是加强了Cu²⁺的催化效果，需进一步开展实验d，其中x=，y=，结果表明后者成立。
（3） Ⅱ．研究过氧化氢燃料电池
一种过氧化氢燃料电池装置如图2。

①“负载碳纳米管的碳纸”作极(填“正”或“负”)，发生反应(填“氧化”或“还原”)，补全其电极反应式：H₂O₂+2H⁺+=2H₂O。

②电子的流向为(填选项序号)。

a．镍网→外电路→碳纸 b．碳纸→外电路→镍网

c．碳纸→溶液→镍网 d．镍网→溶液→碳纸

③碳纳米管是理想的电极材料，以下说法不属于其优点的是(填选项序号)

A．化学性质活泼 B．导电性强 C．耐腐蚀 D．催化性能好 E．表面积大
（4）与利用化学反应放出的热量相比，利用燃料电池供能的显著优势是。

CH₄—CO₂催化重整对温室气体的减排具有重要意义，其反应为：CH₄(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)+2H₂(g)。回答下列问题：

（1）已知相关物质的燃烧热(25℃、101kPa)：

物质

CH₄(g)

CO(g)

H₂(g)

燃烧热(ΔH/kJ·mol^-1)

-890.3

-283.0

-285.8

则CH₄—CO₂催化重整反应的ΔH=kJ·mol^-1。
（2）将原料按初始组成n(CH₄)：n(CO₂)=1：1充入密闭容器中，保持体系压强为100kPa发生反应，达到平衡时CO₂体积分数与温度的关系如图所示。

①T₁℃、100kPa下，n(平衡时气体)：n(初始气体)=；该温度下，此反应的平衡常数K_p=(kPa)²(以分压表示，列出计算式)。

②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时CO₂的体积分数，点对应的平衡常数最小，理由是；点对应压强最大，理由是。
（3） 900℃下，将CH₄和CO₂的混合气体(投料比1：1)按一定流速通过盛有炭催化剂的反应器，测得CH₄的转化率受炭催化剂颗粒大小的影响如图所示。(注：目数越大，表示炭催化剂颗粒越小)

由图可知，75min后CH₄转化率与炭催化剂目数的关系为，原因是。

（1）写出实验室用 $\text{[math]}$ 溶液制取 $\text{[math]}$ 沉淀的离子方程式：。
（2）浓硝酸应贮存在避光低温处，原因是：(用化学方程式表示)。
（3）乙烷气体( $\text{[math]}$ )的标准燃烧热 $\text{[math]}$ ，则乙烷气体燃烧的热化学方程式可表示为：。

水系锌-碘二次电池具安全高效、价廉环保等特点，是一种潜在的新型储能体系，其工作原理如图所示。该电池以ZnI₂溶液为电解质，中间是阳离子交换膜，下列说法正确的是（）

A . 放电时，b极的电极反应式为：3I^--2e^-=I $\text{[math]}$ B . 放电时，电路中转移的电子数等于N区增加的离子数 C . 充电时，a极为阴极，接电源的负极 D . 若将a极的Zn换成Li，电池可正常工作，且比能量更高

示意图甲为锌铜原电池装置，乙为电解熔融氯化钠制备金属钠的装置。下列说法正确的是（）

A . 甲装置中锌为负极，发生还原反应；铜为正极，发生氧化反应 B . 甲装置盐桥可以使反应过程中溶液保持电中性 C . 乙装置中铁极的电极反应式为：2Na－2e^-= 2Na^＋ D . 乙装置中 B 是氯气出口，A 是钠出口

从如图所示的某气体反应的能量变化分析，以下判断错误的是（）

A . 这是一个放热反应 B . 该反应开始时可能需要加热 C . 生成物具有的总能量高于反应物具有的总能量 D . 生成物从气态变成液态时会放出热量

下列各装置能构成原电池的是（）

A .

B .

C .

D .

对于敞口容器中的反应： $\text{[math]}$ ，下列叙述错误的是（）

A . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的总能量大于 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的总能量 B . 反应过程中能量关系可用图表示 C . 若将该反应设计成原电池，则 $\text{[math]}$ 为负极 D . 若将该反应设计成原电池，当有65g锌溶解时，正极放出11.2L气体（标准状况）

物质	CH₄(g)	CO(g)	H₂(g)
燃烧热(ΔH/kJ·mol^-1)	-890.3	-283.0	-285.8

化学键	N≡N	H—O	N—H	O=O
E（kJ/mol）	946	463	391	496

0.01mol・L^—1的溶液	X	Y	Z	W
pH	12	2	8.5	4.5

4.2 化学变化中的能量变化 知识点题库

4.2 化学变化中的能量变化知识点题库