第一节化学反应与能量变化知识点题库

往平底烧瓶中放入氢氧化钡晶体和氯化铵晶体，塞紧瓶塞．在木板上滴少量水，一会儿就会发现瓶内固态物质变成液体，瓶壁变冷，小木板上因少量水冻结，而被烧瓶粘住，这时打开瓶塞，出来的气体有氨味．这是自发地发生了反应：Ba（OH）₂•8H₂O（s）+2NH₄Cl（s）=BaCl₂（s）+2NH₃（g）+10H₂O（l），下列结论中正确的是（）

A . 自发反应一定是放热反 B . 自发反应一定是吸热反应 C . 有的吸热反应也能自发进行 D . 吸热反应不能自发进行

高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：Fe₂O₃（s）+3CO（g） $\text{[math]}$ 2Fe（s）+3CO₂（g）△H=a kJ•mol^﹣1 ．

（1）已知：①Fe₂O₃（s）+3C（s，石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H₁=+489.0kJ•mol^﹣1；
②C（s，石墨）+CO₂（g）=2CO（g）△H₂=+172.5kJ•mol^﹣1 ．则a=．
（2）冶炼铁反应的平衡常数表达式K=，温度升高后，K值（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（3）在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡．
Fe₂O₃
CO
Fe
CO₂
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
2.0
1.0
1.0
①甲容器中CO的平衡转化率为．
②下列说法正确的是（填字母）．
a．若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态
b．增加Fe₂O₃的量，可以提高CO的转化率
c．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的平衡转化率
d．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2：3
（4）采取一定措施可防止钢铁腐蚀．下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液．
①在a、b、c装置中能保护铁的是（填字母）．
②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是（填名称）．
（5） 25℃时有关物质的溶度积如下：K_sp[Mg（OH）₂]=5.61×10^﹣12 ， K_sp[Fe（OH）₃]=2.64×10^﹣39.25℃时，向含有Mg²⁺、Fe³⁺的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，c（Mg²⁺）：c（Fe³⁺）=．

锂—铜空气燃料电池是低成本高效电池。该电池通过一种复杂的铜“腐蚀”现象产生电能，其中放电过程为2Li＋Cu₂O＋H₂O=2Cu＋2Li⁺＋2OH^－。下列说法错误的是（）

A . 放电时，Li⁺透过固体电解质向Cu极移动 B . 通空气时，铜被腐蚀，产生Cu₂O C . 放电时，正极的电极反应式为:Cu₂O＋2H⁺ +2 e^- =2Cu＋H₂O D . 整个反应过程中，氧化剂为O₂

已知H—H键的键能为436 kJ/mol，O=O键的键能为498 kJ/mol，根据热化学方程式H₂(g)＋ $\text{[math]}$ O₂(g)=H₂O(l) ΔH＝－286 kJ/mol，判断H₂O分子中O—H键的键能为（）

A . 485.5 kJ/mol B . 610 kJ/mol C . 917 kJ/mol D . 1 220 kJ/mol

向Na₂CO₃溶液中滴加盐酸，反应过程中能量变化如下图所示，下列说法正确的是（）

A . 反应HCO₃^－(aq)＋H^＋(aq)＝CO₂(g)＋H₂O(l)为放热反应 B . CO₃²^－(aq)＋2H^＋(aq)＝CO₂(g)＋H₂O(l) ΔH＝(ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃) C . ΔH₁＞ΔH₂ ， ΔH₂＜ΔH₃ D . H₂CO₃(aq)＝CO₂(g)＋H₂O(l)，若使用催化剂，则ΔH₃变小

下列说法错误的是（）

A . 化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化 B . 放热反应不需要加热就可以发生 C . 反应条件是加热的反应不一定都是吸热反应 D . 化学反应放热还是吸热，取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量

多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时（各物质均为气态），甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图：

下列说法正确的是（）

A . 反应Ⅱ的热化学方程式为：CO(g)+H₂O(g)=H₂(g)+CO₂(g) △H=+akJ/mol(a>0) B . 1molCH₃OH(g)和1molH₂O(g)的总能量大于1molCO₂(g)和3molH₂(g)的总能量 C . 选择优良的催化剂降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能，有利于减少过程中的能耗 D . CO(g)在反应中生成又消耗，CO(g)可认为是催化剂

一种新型的锌碘单液流电池，其原理如下图所示。下列说法错误的是 ( )。

A . 放电时B电极反应式为：I₂+2e^-=2I^- B . M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜 C . 充电时，A极增重65g时，C区增加离子数为4N_A D . 放电时电解质储罐中离子总浓度增大

德国化学家哈伯(F.Haber)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。合成氨为解决世界的粮食问题作出了重要贡献。其原理为N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g) △H＝-92.4kJ·mol^-1。

（1）若已知H—H键的键能为436.0kJ·mol^-1 ， N—H的键能为390.8kJ·mol^-1 ，则N≡N的键能约为kJ·mol^-1。
（2）合成氨反应不加催化剂很难发生，催化剂铁触媒加入后参与了反应降低了活化能。其能量原理如图所示，则加了催化剂后整个反应的速率由决定(填“第一步反应”或者“第二步反应”)，未使用催化剂时逆反应活化能正反应活化能(填“大于”“小于”或者“等于”)。
（3）一定温度下恒容容器中，以不同的H₂和N₂物质的量之比加入，平衡时NH₃体积分数如图所示，则H₂转化率a点b点(填“大于”“小于”或者“等于”)。若起始压强为20MPa，则b点时体系的总压强约为MPa(保留两位有效数字)。
（4）常温下，向20mL的0.1mol·L^-1的盐酸中通入一定量氨气反应后溶液呈中性(假设溶液体积变化忽略不计)则所得溶液中c( $\text{[math]}$ )=。

下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中错误的是（）

A . 石墨比金刚石稳定图片_x0020_100016

B . 白磷转变为红磷是放热反应图片_x0020_100017

C . S(g)+O₂(g)=SO₂(g)△H₁ ， S(s)+O₂(g)=SO₂(g)△H₂ ，则△H₁>△H₂ 图片_x0020_100018

D . CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g)△H<0 图片_x0020_100019

700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H₂O，发生反应：CO(g)＋H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)＋H₂(g)，反应过程中测定的部分数据见下表（表中t₁＞t₂）

反应时间/min	n(CO)/mol	n(H₂O)/ mol
0	1.20	0.60
t₁	0.80
t₂		0.20

下列说法正确的是( )

A . 反应在t₁min内的平均速率为v(H₂)＝ $\text{[math]}$ mol·L^－¹·min^－¹ B . 保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60mol CO和1.20 mol H₂O，到达平衡时，n(CO₂)＝0.40 mol C . 保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20mol H₂O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率增大，H₂O的体积分数减小 D . 温度升至800℃，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应

在1×10⁵Pa和298K时，将1mol气态AB分子分离成气态A原子和B原子所需要的能量称为键能(kJ/mol)。下面是一些共价键的键能： (已知氨分子中有三个等价的氮氢共价键)

共价键	H-H 键	N三N键	N-H 键
键能(kJ/mo1)	436	945	391

工业合成氨的化学方程式： N₂+3H₂ $\text{[math]}$ 2NH₃

（1）断开1mol N₂中的化学键需(填“吸收”或“放出”) kJ 能量；
（2）形成2mol NH₃中的化学键需(填“吸收”或“放出”)kJ 能量；
（3）在298 K时，取1mol N₂和3 mol H₂放入一密闭容器中，在催化剂存在下进行反应。理论上放出或吸收的热量为Q₁ ，则Q₁为kJ。根据上表中的数据判断工业合成氨的反应是(填“吸热”或“放热”)反应。

铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀，示意图如图所示。下列说法错误的是（）

A . 因铁的金属性比铜强，所以铁铆钉被氧化而腐蚀 B . 若水膜中溶解了SO₂ ，则铁铆钉腐蚀的速率变小 C . 铜极上的反应是2H⁺+2e⁻=H₂↑、O₂+4e⁻+4H⁺=2H₂O D . 在金属表面涂一层油脂，能防止铁铆钉被腐蚀

如图为以稀H₂SO₄为电解质溶液，Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意图。下列有关说法错误的是（）

A . 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 B . a极为负极，电子由a极经外电路流向b极 C . b极的电极反应式为：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O D . 电池工作一段时间后，装置中c（H₂SO₄）不变

如图是某同学设计的一个简易的原电池装置，请回答下列问题。

图片_x0020_1982736704

（1）若a电极材料为碳、b溶液为FeCl₃溶液，则正极的电极反应式为，当有3.2g的负极材料溶解时，导线中转移的电子的数目为。
（2）氢氧燃料电池已用于航天飞机。这种电池以30%KOH溶液为电解质溶液，供电时总反应为2H₂＋O₂=2H₂O，则正极的电极反应式为，该燃料电池的优点是。
（3）已知H—H键、N—H键、N≡N键的键能分别为436kJ·mol^－¹、391kJ·mol^－¹、946kJ·mol^－¹ ，关于工业合成氨的反应，请根据键能的数据判断下列问题：
若有1molNH₃生成，可（填“吸收”或“放出”）热量kJ；该反应的能量变化可用图（填“甲“或“乙”）表示。

镍及硫酸镍在新型材料、新型电池的生产中有着十分广泛的应用。工业上以硫化镍矿(含少量杂质硫化铜、硫化亚铁)为原料制备纯镍或硫酸镍的流程如下：

已知：①氧化性：Cu²⁺＞H⁺(酸)＞Ni²⁺＞Fe²⁺＞H⁺(水)；

②常温下溶度积常数： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。

（1）步骤①所得炉气和炉渣均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，其中炉渣能使酸性高锰酸钾溶液褪色的原因是；炉气使酸性高锰酸钾溶液褪色的离子方程式为。
（2）步骤③经相应溶剂萃取后得到NiSO₄溶液的操作；在实验室中进行所需要使用的玻璃仪器有。
（3）步骤⑥以NiS(含CuS)作阳极、NiSO₄溶液作电解液电解可在极(填“阳”或“阴”)获得粗镍，阳极的主要电极反应式为。粗镍的电解精炼需要将电解液的pH控制在2~5之间，下列有关说法错误的是(填序号)。
A．防止溶液的酸性过强造成 $\text{[math]}$ 放电，在阴极生成H₂

B．防止溶液的酸性过弱使Ni²⁺转化成Ni(OH)₂沉淀

C．若溶液的pH＜2，可加入NiO或Ni(OH)₂固体调节溶液的pH

D．使粗镍中所含的杂质Cu在阳极放电而进入电解液中
（4）化学上常认为残留在溶液中的离子浓度小于 $\text{[math]}$ 时该离子沉淀完全。步骤③所得的NiSO₄溶液中通常含有Cu²⁺ ，若该溶液中的 $\text{[math]}$ ，请通过计算说明可通过在溶液中加入NiS的方法除去溶液中Cu²⁺的原因：。

一种水性电解液 $\text{[math]}$ 离子选泽双隔膜电池如图所示（KOH溶液中， $\text{[math]}$ 以 $\text{[math]}$ 存在）．电池放电时，下列叙述错误的是（）

A . Ⅱ区的 $\text{[math]}$ 通过隔膜向Ⅲ区迁移 B . Ⅰ区的 $\text{[math]}$ 通过隔膜向Ⅱ区迁移 C . $\text{[math]}$ 电极反应： $\text{[math]}$ D . 电池总反应： $\text{[math]}$

下列关于能量变化的说法正确的是（）

A . 已知C(石墨，s)=C(金刚石，s) ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定 B . 化学反应在物质变化的同时，伴随着能量变化，其表现形式只有吸热和放热两种 C . H₂(g)的燃烧热的热化学方程式为：H₂(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g) $\text{[math]}$ H₂O(l) ΔH=285.8kJ·mol^-1 D . “冰，水为之，而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较，水的能量高

利用辉钼矿冶炼钼的反应为：MoS₂(s)＋4H₂(g)＋2Na₂CO₃(s) $\text{[math]}$ Mo(s)＋2CO(g)＋4H₂O(g)＋2Na₂S(s)，将一定量反应物置于体积为2 L的密闭容器中，测得平衡时氢气的体积分数随温度的变化如下图所示。

完成下列填空：

（1）该反应的正反应为反应(选填“吸热”或“放热”)。某温度下，进行上述反应至5 min时，混合气体质量增加1.2 g，则该时间段内的平均反应速率v(H₂O) =。
（2）若开始反应时，扩大容器体积，则图中H₂的变化曲线将。(选填“上移”或“下移”)
（3） 1300 K时，图中M点H₂O(g)的体积分数为；若此时往体系中再加入4 mol H₂(g)和4 mol H₂O(g)，则平衡移动(选填“正向”、“逆向”或“不”)，理由是。
（4）硫化钠俗称臭碱，浓溶液有臭鸡蛋气味。Na₂S溶液中c(OH^-)-c(H⁺)c(HS^-)＋c(H₂S) 。(选填“＜”、“>”或“=”)，往Na₂S溶液中通入空气，产生淡黄色浑浊且溶液pH升高，解释其原因。

研究金属腐蚀和防护的原理很有现实意义。

（1）图甲为探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置进行实验，发现导管中水柱上升缓慢，下列措施可以更快、更清晰地观察到水柱上升现象的有____(填序号)。

A . 用纯氧气代替具支试管内空气 B . 用酒精灯加热具支试管提高温度 C . 将铁钉换成铁粉和碳粉混合粉末并加入少许食盐水 D . 将玻璃导管换成更细的导管，水中滴加红墨水
（2）该小组将图甲装置改进成图乙装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如表所示，根据数据可判断腐蚀的速率随时间变化逐渐(填“加快”“减慢”或“不变”)，你认为影响钢铁腐蚀的因素为。
时间/min
1
3
5
7
9
液柱高度/cm
0.8
2.1
3.0
3.7
4.2

（3）为探究图乙中a、b两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表中空白：

实验操作	实验现象	实验结论
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞溶液	a点附近溶液出现红色	a点电极反应为
一段时间后再滴加2~3滴铁氰化钾溶液	b点周围出现蓝色沉淀	b点电极反应为Fe-2e^-=Fe²⁺

（4）设计图丙装置研究弱酸性环境中腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化如图丁所示，从图丁中可分析，t₁~t₂s之间主要发生(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，原因是。
（5）金属阳极钝化是一种电化学防护方法。将Fe作阳极置于H₂SO₄溶液中，一定条件下，Fe钝化形成致密Fe₃O₄氧化膜，试写出该阳极的电极反应。

	Fe₂O₃	CO	Fe	CO₂
甲/mol	1.0	1.0	1.0	1.0
乙/mol	1.0	2.0	1.0	1.0

时间/min	1	3	5	7	9
液柱高度/cm	0.8	2.1	3.0	3.7	4.2

第一节 化学反应与能量变化 知识点题库

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