第四章剖析物质变化中的能量变化知识点题库

新型锂-空气电池具有能量密度高的优点，可以用作新能源汽车的电源，其结构如图所示，其中固体电解质只允许Li⁺通过。下列说法正确的是（）

A . Li⁺穿过固体电解质向正极移动而得到LiOH溶液 B . 放电时，当外电路中有1mole^－转移时，水性电解液离子总数增加N_A C . 应用该电池电镀铜，阴极质量增加64g，理论上将消耗11.2LO₂ D . 放电时，负极反应式：Li－e^－＋OH^－＝LiOH

根据要求完成下列各小题。

（1）由铜片、锌片和1L0.5mol/L的H₂SO₄（足量）组成的原电池中，若锌片只发生电化学腐蚀，一段时间后某极产生3.36L（标准状况）的气体。请回答：
①负极是（填“锌”或“铜”），发生反应（填“氧化”或“还原”）。

②假设反应后溶液体积不变，反应后溶液的pH为（用对数表示）。
（2）如图是某燃料电池的示意图，请回答：

①在导线中电子流动方向为（用a、b表示）。

②该燃料电池的负极反应式为。
（3）如图是电解未知浓度的硝酸银溶液的示意图，请根据要求答题。
①Fe电极叫做极，C电极的反应式为。

②当某电极的固体质量增重21.6g时，整个装置共产生气体（标准状况下）体积2.24L，推断该气体的组成（包括成分和体积）。

根据原电池原理，有人利用CH₄和 O₂的反应，在 KOH 溶液中用铂作电极设计出燃料电池。关于该燃料电池的下列几种说法中正确的是（）

①理论上每消耗标准状况下 22.4L 的CH₄ ，可以向外电路提供 8mole^－

②负极上是 O₂获得电子，电极反应式为O₂+4e^－+2H₂O=4OH^－

③外电路电子由负极流向正极，内电路电子由正极流向负极

④电池放电过程中，溶液的 pH 不断降低

⑤负极发生氧化反应，正极发生还原反应

⑥负极会出现淡蓝色火焰

⑦电解质溶液中 OH^－向负极移动，K^＋向正极移动

⑧该电池的总反应为CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O

A . ①④⑤⑦ B . ①③④⑧ C . ②③⑥⑧ D . ②⑤⑦⑧

微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CH₃COO^-的溶液为例)。下列说法错误的是（）

A . 负极反应为 $\text{[math]}$ B . 隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜 C . 当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g D . 电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1

$\text{[math]}$ 溶液与 $\text{[math]}$ 锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为 $\text{[math]}$ ，反应后最高温度为 $\text{[math]}$ 。

已知：反应前后，溶液的比热容均近似为 $\text{[math]}$ 、溶液的密度均近似为 $\text{[math]}$ ，忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算：

（1）反应放出的热量 $\text{[math]}$ J。
（2）反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (列式计算)。

下列说法中正确的是( )

A . 焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化 B . 反应放热时，ΔH>0；反应吸热时，ΔH<0 C . 在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓与生成物的总焓一定不同 D . 在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓总是高于生成物的总焓

溶液中的反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 分别在①、②、③三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度为 $\text{[math]}$ 及 $\text{[math]}$ ，反应物X的浓度随时间变化如图所示。②、③与①比较只有一个实验条件不同，下列说法错误的是（）

图片_x0020_100023

A . 反应进行到 $\text{[math]}$ 时实验③的反应速率最快 B . 条件②的反应最先达到平衡 C . ②与①比较可能是压强更大 D . 该反应的正反应是吸热反应

电化学是当今化学研究的热点之一，回答下列问题：

（1）碱性电池具有耐用、电流量大、储存寿命长、外壳不易腐蚀等优点。铝-铜碱性原电池的工作原理如装置甲所示：

①在(“Al”或“Cu”)极有H₂生成，Al极电极反应式为。

②若有33.6 L(标准状况下)H₂生成，则理论上电解质溶液增重g。
（2）某兴趣小组设计以甲烷、氧气酸性燃料电池为电源电解NaCl溶液，并验证氯气的某种化学性质，工作原理如装置乙、装置丙所示。

①m极为极，装置乙发生反应的化学方程式为。

②Y极电极反应式为。

③气球b中的现象为。

下列说法正确的是（）

A . 明矾常用作净水剂，是因为明矾具有杀菌消毒的功能 B . 从碘水中萃取碘，可以选择裂化汽油作萃取剂 C . “酸雨”“臭氧层空洞”“光化学烟雾”都可能与氮氧化物有关 D . 在海轮外壳上嵌入钠块，可减缓船体的腐蚀速率

将氯化氢转化为氯气是科学研究的热点。科学家设计了一种电解氯化氢回收氯气的方案，原理如图所示。下列叙述错误的是（）

A . 阴极的电极反应式为 $\text{[math]}$ B . 工作时，溶液中 $\text{[math]}$ 向b极移动 C . 若消耗8g氧气，电路中转移1mol电子 D . 总反应为 $\text{[math]}$

我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH₄与CO₂重整是CO₂利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：

a)CH₄(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)+2H₂(g) ∆H₁

b)CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) ∆H₂

c)CH₄(g) $\text{[math]}$ C(s)+2H₂(g) ∆H₃

d)2CO(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+C(s) ∆H₄

e)CO(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ H₂O(g)+C(s) ∆H₅

（1）根据盖斯定律，反应a的∆H₁=(写出一个代数式即可)。
（2）上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有_______。

A . 增大CO₂与CH₄的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加 B . 移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动 C . 加入反应a的催化剂，可提高CH₄的平衡转化率 D . 降低反应温度，反应a~e的正、逆反应速率都减小
（3）一定条件下，CH₄分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分步进行，其中，第步的正反应活化能最大。
（4）设K $\text{[math]}$ 为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压（单位为kPa）除以p₀（p₀=100kPa）。反应a、c、e的ln K $\text{[math]}$ 随 $\text{[math]}$ （温度的倒数）的变化如图所示。

①反应a、c、e中，属于吸热反应的有(填字母)。

②反应c的相对压力平衡常数表达式为K $\text{[math]}$ =。

③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO₂):n(CH₄)=1:1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H₂的分压为40kPa。计算CH₄的平衡转化率，写出计算过程。
（5） CO₂用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：。

化学反应常常伴随能量的变化，图是 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应的能量变化示意图，下列说法正确的是（）

A . 氯化氢分子的电子式： $\text{[math]}$ B . 该反应既是氧化还原反应又是放热反应 C . 形成 $\text{[math]}$ 键要吸收 $\text{[math]}$ 的能量 D . 反应物断键时吸收的能量大于产物形成化学键时释放的能量

下列有关电化学在生产、生活中的应用分析正确的是（）

A . 图 1：导气管口有气泡冒出 B . 图 2：铁件上能发生的反应是： $\text{[math]}$ C . 图 3：溶液中 c(Cu²^＋)增大 D . 图 4：采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩

一种甲烷燃料电池的工作原理如图所示。

（1） X电极为(填“正极”或“负极”)，该电极的电极反应式为。
（2）放电过程中， $\text{[math]}$ 向(填“X极”或“Y极”)移动。
（3）若用该燃料电池进行粗铜精炼，则M极连接的是(填“粗铜”或“精铜”)，N极的电极反应式为。
（4）若用该燃料电池进行电镀铜，则N极连接的是(填“镀件”或“精铜”)，理论上每消耗 $\text{[math]}$ 甲烷时，M极变化(增加或减少)的质量为g。

工业上从铬铁矿废渣(主要含Cr₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃)中回收提取铬的工艺流程如下：

注：焙烧可将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐。

（1）为加快“水浸”速率，可采取的措施为(写出一种即可)。
（2）已知“浸出液”的主要成分为Na₂CrO₄ ，则Cr₂O₃焙烧时反应的化学方式为。
（3）滤渣1的主要成分是。实验室中进行操作2用到的玻璃仪器有。
（4）常温下，溶液中部分离子的物质的量浓度的对数lgc与pH的关系如图所示。已知溶液中离子浓度≤10^-5 mol/L时认为沉淀完全。

浸出液用H₂SO₄调节pH的最佳范围是。

调pH时 $\text{[math]}$ 转化的离子方程式为。
（5）一定温度下，利用K₂Cr₂O₇可实现含苯酚废水的有效处理，工作原理如图所示，负极电极反应式为，一段时间后，N极附近溶液pH(填“增大”、“减小”或“不变”)。

2022年北京冬奥会主火炬首次采用以氢气为燃料的微火形式，体现了绿色奥运理念。工业上，利用天然气制备氢气，还可得到乙烯、乙炔等化工产品，有关反应原理如下：

反应1： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应2： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

请回答下列问题：

（1）已知几种物质的燃烧热数据如下：

物质

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

燃烧热 $\text{[math]}$

-890.3

-1299.5

-1411.0

-285.8

①能表示 $\text{[math]}$ 燃烧热的热化学方程式为。

②上述反应中， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
（2）向恒温恒容密闭容器中充入适量 $\text{[math]}$ ，发生上述反应1和反应2。下列情况不能说明上述反应达到平衡状态的是____(填标号)。

A . 气体总压强不随时间变化 B . 气体密度不随时间变化 C . 气体平均摩尔质量不随时间变化 D . $\text{[math]}$ 体积分数不随时间变化
（3）实验测得 $\text{[math]}$ 的速率方程： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分别为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂有关)。T₁℃下反应达到平衡时 $\text{[math]}$ ， T₂℃下反应达到平衡时 $\text{[math]}$ 。由此推知，T₁(填“>”、“<”或“=”)T_2。
（4）在密闭容器中充入 $\text{[math]}$ ，发生上述反应1和反应2。在不同催化剂Cat1、Cat2作用下，测得单位时间内 $\text{[math]}$ 的产率与温度的关系如图1。在其他条件相同时，催化效率较高的是(填“Cat1”或“Cat2“”)。在Cat2作用下，温度高于500℃时， $\text{[math]}$ 的产率降低的可能原因是。
（5）一定温度下，总压强恒定为121kPa时，向密闭容器中充入由 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 组成的混合气体( $\text{[math]}$ 不参与反应)，同时发生反应1和反应2，测得 $\text{[math]}$ 的平衡转化率与通入气体中 $\text{[math]}$ 的物质的量分数的关系如图2。
①图2中，随着通入气体中 $\text{[math]}$ 的物质的量分数增大，甲烷的平衡转化率降低的主要原因是。

②已知M点对应的乙炔的选择性为75%[提示：乙炔的选择性 $\text{[math]}$ ]。该温度下，反应2的平衡常数 $\text{[math]}$ (结果保留2位有效数字)kPa。

提示：用平衡时气体分压计算的平衡常数为 $\text{[math]}$ ，气体分压等于气体总压×气体的物质的量分数。

间接电解法可对大气污染物NO进行无害化处理，其工作原理如图所示，质子膜允许H⁺和H₂O通过。下列有关说法正确的是（）

A . 电解后右侧Na₂SO₄溶液浓度不变 B . 电极I的电极反应式为：2HSO $\text{[math]}$ +2e^-=S₂O $\text{[math]}$ +2OH^- C . 电解过程中电极II附近溶液的pH减小 D . 工作时有0.4molH⁺通过质子膜时可处理4.48LNO

根据以下三个热化学方程式：

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$

判断 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 三者关系正确的是（）

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

在25℃和101kPa下， $\text{[math]}$ 燃烧生成液态水放出 $\text{[math]}$ 的热量，则下列热化学方程式书写正确的是（）

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

某反应由两步反应 $\text{[math]}$ 构成，它的反应能量曲线如图所示。下列有关叙述正确的是（）

A . 两步反应均为吸热反应 B . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 三种物质中 $\text{[math]}$ 最不稳定 C . 加入催化剂会改变两步反应的焓变 D . $\text{[math]}$ 反应的活化能是 $\text{[math]}$

物质	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
燃烧热 $\text{[math]}$	-890.3	-1299.5	-1411.0	-285.8

第四章 剖析物质变化中的能量变化 知识点题库

第四章剖析物质变化中的能量变化知识点题库