4.2 化学变化中的能量变化知识点题库

用氢氧燃料电池电解苦卤水（苦卤水含Cl^-、Br^-、Na⁺、Mg²⁺）的装置如图所示（a、b均为石墨电极），下列有关说法正确的是（）

A . 燃料电池工作时，正极反应为：O₂+4H⁺+2e^-=2H₂O B . 电解时，电子流动的路径是：负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极 C . 忽略能量损耗，当电池中消耗1.12LO₂（标准状况）时，b极周围会产生0.1gH₂ D . 电解时，a电极周围首先放电的是Br^-而不是Cl^- ，说明当其他条件相同时前者的还原性强于后者

下列说法正确的是（）

A . 化学反应发生过程中一定伴随着能量变化 B . 吸热反应一定需要加热才能进行 C . 化学反应释放的能量一定是热能 D . 有化学键断裂的变化一定是化学变化

A，B，C，D，E为短周期元素且原子序数依次増大,质子数之和为40。B、C同周期, A，D同主族, A，C能形成两种液态化合物A₂C和A₂C₂, E的最高价氧化物的水化物呈两性。

（1） B元素在周期表中的位置为。
（2）由A，C，D三种元素组成的化合物的电子式为。
（3）废印刷电路版上含有铜,以往的回收方法是将其灼烧使铜转化为氧化铜,再用硫酸溶解。現改用A₂C₂和稀硫酸浸泡既达到了上述目的,又保护了环境,试写出反应的化学方程式。
（4）若BA₃与C₂可形成燃料电池,电解质为KOH溶液,则负极的电极反应式为。(氧化产物不污染环境)

下表是不同温度下水的离子积数据：

温度/℃	25	t₁	t₂
水的离子积常数	1×10^－¹⁴	α	1×10^－¹²

试回答以下问题：

（1）若25＜t₁＜t₂ ，则α(填“＜”“＞”或“=”)1×10^－¹⁴ ，作出此判断的理由是。
（2） t₁℃下，将pH=a的苛性钠溶液10mL与pH=b的稀硫酸500mL混合，测得溶液呈中性，若a+b=14_，则此温度下水的离子积常数α=。
（3） t₂ ℃下，将pH=11的苛性钠溶液V₁ L与pH=1的稀硫酸V₂ L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和)，所得混合溶液的pH=10，则V₁∶V₂=。

一种碳纳米管能够吸附氢气，用这种材料制备的二次电池原理如图甲所示，该电池的电解质为6 mol/L KOH溶液，下列说法中正确的是（）

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A . 放电时K⁺移向负极 B . 放电时电池负极的电极反应为：H₂^—2e^-= 2H⁺ C . 放电时电池正极的电极反应为：NiO(OH)+H₂O+e^-= Ni(OH)₂+OH^- D . 该电池充电时将碳电极与电源的正极相连

如图所示，杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入浓CuSO₄溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑两球的浮力变化)（）

A . 杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低 B . 杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高 C . 当杠杆为导体时，A端低B端高 D . 当杠杆为导体时，A端高B端低

用氟硼酸（HBF₄ ，属于强酸）代替硫酸做铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，反应方程式为：Pb＋PbO₂＋4HBF₄ $\text{[math]}$ 2Pb（BF₄）₂＋2H₂O；Pb（BF₄）₂为可溶于水的强电解质，下列说法正确的是( )

A . 放电时，正极区pH增大 B . 充电时，Pb电极与电源的正极相连 C . 放电时的负极反应为：PbO₂＋4H^＋＋2e^－＝Pb²^＋+2H₂O D . 充电时，当阳极质量增加23.9g时，溶液中有0.2mole-通过

甲烷的燃烧热为 $\text{[math]}$ ，但当 $\text{[math]}$ 不完全燃烧生成CO和 $\text{[math]}$ 时，放出的热量为607kJ，如果 $\text{[math]}$ 与一定量 $\text{[math]}$ 燃烧生成CO、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，并放出 $\text{[math]}$ 的热量，则一定量 $\text{[math]}$ 的质量为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

A . 40g B . 56g C . 60g D . 无法计算

将1L0.1mol/L的BaCl₂溶液与足量稀硫酸充分反应放出放出akJ热量；将1L0.5mol/LHCl溶液与足量CH₃COONa溶液充分反应放出bkJ热量(不考虑醋酸钠水解)；将0.5L1mol/LH₂SO₄溶液与足量(CH₃COO)₂Ba(可溶性强电解质)溶液反应放出的热量为( )

A . (4b-10a)kJ B . (5a+2b)kJ C . (5a-2b)kJ D . (10a+4b)kJ

CO与H₂在催化剂作用下合成甲醇的反应为：CO(g)＋2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)。在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入等量的1mol CO和2mol H₂混合气体，控温。实验测得相关数据如下图1和图2。

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下列有关说法正确的是（）

A . 该反应的正反应是气体体积减小的吸热反应 B . K₁＜K₂(K为该条件下反应的平衡常数) C . 反应进行到5min时，a、b两容器中平衡正向移动，d、e两容器中平衡逆向移动 D . 将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态，可采取的措施有升温或减压

能源家族成员：①石油②电力③风能④天然气⑤水煤气⑥氢能，其中属于二次能源的是（）

A . ①③⑥ B . ②④⑤ C . ①③④ D . ②⑤⑥

我国研制的碱性锌铁液流电池工作原理如图。下列说法错误的是（）

A . 充电时，a电极反应式为 $\text{[math]}$ B . 充电时，b电极区pH增大 C . 理论上，每消耗6.5gZn，溶液中将增加0.1 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ D . 采用带负电隔膜可减少充电时产生锌枝晶破坏隔膜

我国科学家最近发明了一种Zn - PbO₂电池，电解质为K₂SO₄、H₂SO₄和KOH，由a和b两离子交换膜隔开，形成I、II、III三个电解质溶液区域，结构示意图如图：

下列说法错误的是（）

A . Ⅱ区域的电解质溶液为K₂SO₄溶液 B . a和b分别是阴离子、阳离于交换膜 C . 放电时，阴极区溶液中OH^—浓度升高 D . 放电时，负极反应为Zn-2e^-+4OH^-=Zn(OH) $\text{[math]}$

一种“全氢电池”的工作原理如图所示。下列说法正确的是（）

A . 电流方向是从吸附层M通过导线到吸附层N B . 离子交换膜可阻止左边的碱性溶液和右边的酸性溶液发生中和 C . $\text{[math]}$ 从右边穿过离子交换膜向左边移动 D . 正极的电极反应是 $\text{[math]}$

二烯烃与溴反应制备多卤代物，反应的区域选择性在有机合成中具有重要意义。1，3–丁二烯(g) (CH₂=CH-CH=CH₂)和Br₂(g)反应原理如下：

①CH₂=CH-CH=CH₂(g)+Br₂(g)→ (g) △H₁=akJ·mol^-1

②CH₂=CH-CH=CH₂(g)+Br₂(g)→ (g) △H₂=bkJ·mol^-1

③ (g)⇌ (g) △H₃

回答下列问题：

（1） △H₃=。
（2） 1，3-丁二烯和Br₂反应的能量随反应过程的变化关系如图所示：

1，3-丁二烯和Br₂反应会生成两种产物，一种称为动力学产物，由速率更快的反应生成；一种称为热力学产物，由产物更加稳定的反应生成。则动力学产物结构简式为

（3） T℃时在2L刚性密闭容器中充入1，3-丁二烯(g)(CH₂=CH-CH=CH₂)和Br₂(g)各2mol，发生反应。1，3-丁二烯及产物的物质的量分数随时间的变化如下表：

时间(min)	0	10	20	30	40
1，3-丁二烯	100%	72%	0%	0%	0%
1，2加成产物	0%	26%	10%	4%	4%
1，4加成产物	0%	2%	90%	96%	96%

在0 ~20min内，反应体系中1，4-加成产物的平均反应速率v（1，4加成产物）=。

（4）对于反应③，若要提高1，4-加成产物 ( )平衡体系中的物质量分数，可以采取的措施有_____

A . 适当升高温度 B . 使用合适的催化剂 C . 增大体系的压强 D . 将1，4加成产物及时从体系分离
（5）反应 1，3-丁二烯二聚体的解聚为可逆反应：
(g) $\text{[math]}$ 2 (g) △H>0

在一定条件下，C₄H₆和C₈H₁₂的消耗速率与各自分压有如下关系：v(C₈H₁₂)=k₁·p(C₈H₁₂)，v(C₄H₆)=k₂·p²(C₄H₆)。相应的速率与其分压关系如图所示，一定温度下k₁、k₂与平衡常数K_p(压力平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是k₁=；在图中标出点(A、B、C、D)中，能表示反应达到平衡状态的点是，理由是。

传统的定量化学实验受到计量手段的制约而研究范围狭窄、精确度不高，DIS数字化信息系统（由传感器、数据采集器和计算机组成）因为可以准确测量气压、浓度、pH、温度等而在化学实验研究中应用越来越广泛深入。

（1） Ⅰ.将打磨后的镁条放入锥形瓶中，再将注射器中某浓度的盐酸压入锥形瓶中，通过数字传感器测定实验中密闭容器（气密性良好）内压强与时间的关系如图2所示。

镁条与盐酸反应的离子方程式为。该反应为（填“吸热”或“放热”）反应。
（2）图2中a、b、c、d四个点中，产生氢气最快的为点。
（3）图中c点镁条已完全溶解，cd段容器内压强逐渐减小的原因可能是。
（4） Ⅱ.向恒温恒容的密闭容器中，加入足量的碳和一定量NO，发生如下反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，数字传感器测得 $\text{[math]}$ 浓度随时间变化如表：

反应时间/s

0

80

90

100

110

$\text{[math]}$ 浓度/ $\text{[math]}$

0.00

0.30

0.32

0.33

0.33

若该反应在t s时恰好到达平衡，t所在时间段可能为___________

A . 0s＜t＜80s B . 80s≤t＜90s C . 90s＜t＜100s D . 100s≤t＜110s
（5） 0〜80s用NO来表示反应的速率为
（6）下列能说明反应达到平衡状态是___________

A . $\text{[math]}$ B . 容器内压强不再改变 C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 的体积分数不再改变
已知：反应体系中 $\text{[math]}$ 的体积分数 $\text{[math]}$

大气污染物( CO、N₂O、NO等)的治理和“碳中和”技术的开发应用，成为化学研究的热点问题。

（1）某化工厂排出的尾气(含CO、N₂O)治理的方法为：在密闭容器中发生如下反应：CO(g) + N₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g) + N₂(g)，CO、N₂O 在Pt₂O⁺表面进行两步反应转化为无毒气体，其相对能量与反应历程的关系如下图。
①写出N₂O在Pt₂O⁺的表面上反应的化学方程式。
②第一步反应的速率比第二步的( 填“ 慢”或“快”)。两步反应均为热反应。
（2）汽车尾气中含NO，处理NO的一种方法为： 2 CO(g) +2 NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g) +2 CO₂(g)
①已知该反应为自发反应，则该反应的反应热△H 0. (选填“＞”或“＜”或“=”)
②一定温度下，将2 mol CO、4 mol NO充入一恒压密闭容器。已知起始压强为11 MPa，达到平衡时，测得N₂的物质的量为0. 5 mol ，则该温度此反应用平衡分压代替平衡浓度的平衡常数K_p=MPa ^-1(分压=总压×物质的量分数)。
（3） 2021年3月5日，国务院政府工作报告中指出，扎实做好碳达峰碳中和各项工作。科研工作者通过开发新型催化剂，利用太阳能电池将工业排放的CO₂转化为HCOOH，实现碳中和的目标。如图所示：
①离子交换膜为离子交换膜。
②P极电极反应式为。
③工业上利用甲酸的能量关系转换图如图所示：
反应CO₂(g) + H₂(g) $\text{[math]}$ HCOOH(g)的焓变△H =kJ·mol^-1。温度为T₁℃时，将等物质的量的CO₂和H₂充入体积为1 L的密闭容器中发生反应：CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ HCOOH(g) K=2。实验测得：v_正=k_正c(CO₂)c(H₂)， v_逆=k_逆c(HCOOH)， k_正、k_逆为速率常数。T₁℃时，k_逆= k_正；温度为T₂℃时，k_正=1. 9k_逆，则T₂℃＞ T₁℃，理由是。

科学家已获得了气态N₄分子，其空间结构为正四面体形(如图所示)。已知断裂1molN—N键吸收193kJ能量，断裂1molN≡N键吸收946kJ能量。下列说法正确的是（）

A . N₄(g)=4N(g)的过程中吸收772kJ能量 B . N₄属于种新型化合物 C . N₄(g)=2N₂(g)为吸热反应 D . N₄和N₂互为同素异形体

中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，可以利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如图所示，下列说法错误的是（）

A . 上述过程中，反应物的总能量小于生成物的总能量 B . 上述过程中，太阳能转化为化学能 C . 过程Ⅰ释放能量，过程Ⅱ吸收能量 D . 过程Ⅲ属于氧化还原反应

我国研发的高效低压电催化还原CO₂法居世界领先水平，工作原理如图所示，工作时总反应为NaCl + CO₂ $\text{[math]}$ CO + NaClO。a、b均为涂装催化剂的惰性电极。下列说法错误的是（）

A . 工作时，电能转化为化学能 B . 工作时，NaClO产生在a极区 C . 若用铜-锌原电池作电源，则X极反应为Zn-2e→Zn²⁺ D . 消耗0.05mol CO₂时，有0.1mol H⁺通过质子交换膜

反应时间/s	0	80	90	100	110
$\text{[math]}$ 浓度/ $\text{[math]}$	0.00	0.30	0.32	0.33	0.33

4.2 化学变化中的能量变化 知识点题库

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