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1、章末综合测评(六)化学反响与能量一、选择题(此题包括10小题,每题只有1个选项符合题意)1.(2021天津滨海七校联考)一定温度下,某定容密闭容器中充入2 moi SO2和1 mol O2, 发生反响:2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g),其能量变化如下图。以下说法正确的选项是()国 2 mol S(g)+6 mol ()(g)诬,kJ , kJ2 mol SO2(g)+ 1 mol 0 向2 6 2 mol SO3(g)反响过程A.该反响的 AH= x kJ/molB.使用催化剂可以改变该反响的AHC.断键吸收总能量小于成键释放总能量D.假设容器中气体密度不变,那么反响到达化学平衡状
2、态C解析:由图可知,断键吸收能量为x kJ,成键释放能量为y kJ,该反响的AH=(x -j) kJ/mol, A错误;使用催化剂,改变反响的活化能,但不能改变该反响的A, B错误; 该反响是放热反响,那么断键吸收总能量小于成键释放总能量,C正确;恒容密闭容器中气 体总质量不变,那么气体密度始终不变,故不能根据密度判断是否到达平衡状态,D错误。2. (2021广东局部重点校联考)十氢蔡(CioHi8)是具有高储氢密度的氢能载体,经历 C10H18- C10H123 Go%”脱氢过程释放氢气。以下说法正确的选项是()B. CioHi8的脱氢过程中,不会有大量中间产物GoHi2积聚C.十氢蔡脱氢的
3、总反响速率由第二步反响决定D.选择合适的催化剂不能改变&1、&2的大小B解析:图中&1、&2分别是第一、二步反响的正反响活化能,显然总反响的A错误;由图可知,活化能Eala2,那么第二步反响速率比第一步反响速率快, 故不会有大量中间产物C10H12积聚,总反响速率由第一步反响决定,B正确、C错误;选 择合适的催化剂,可以降低反响的活化能,&1、Ea2减小,D错误。3.(2021辽宁朝阳四模)反响(CH3)3CBr+H2。一(CH3)3COH+H+Br_ AH(CH3)3C+Br- AH0(慢反响) 第二步:(CH3)3C+ + H2O-(CH3)3COH+H+ (快反响) 该反响的能量与反响历
4、程图像正确的选项是()CDC解析:第一步是吸热反响,反响物具有总能量低于生成物具有总能量;第一步是慢 反响,第二步是快反响,说明第一步反响的活化能较大,第二步反响的活化能较小,符合 上述条件的只有C项。4.(2021 山东德州期末)%与IC1的反响分、两步进行,其能量曲线如下图, 以下表达中错误的选项是()反响 反响反响 反响l2(g)4-2HCl(g)(二。2 )血混反响过程A.反响、反响均为放热反响B.反响、反响均为氧化还原反响C.反响比反响的速率慢,与相应正反响的活化能无关D.反响、反响的焰变之和为AH=-218kJmoiC解析:根据图中物质能量的相对高低可知,反响和均为放热反响,A正确
5、;反 应有单质参加,反响有单质生成,那么反响和均为氧化还原反响,B正确;一般来 说,正反响的活化能越大,反响速率越慢,反响正反响活化能大于反响的,那么反响 比反响慢,c错误;H2与IC1的反响分、两步进行,根据盖斯定律及图像可知, 反响和的焰变之和为A=-218 kJ- mol_1, D正确。5.(2021广东珠海一模)某N%传感器工作原理如下图(其中固体电解质允许02-发生迁移),以下说法正确的选项是()J 1.由巴电极(V)固体电解质1 02,H Pt2电极A.传感器的内外电路中,电流均是由电子定向移动形成的B.传感器工作时,Ch参与的电极反响式为O2+4e-+2H2O=4OEFC.传感器
6、工作时,负极上NH3被消耗,pH会降低D.传感器工作时,每消耗3 moi Ch,生成2 mol N2D 解析:由图示知,Ph电极上NH3失电子被氧化为N2,故Pti电极为负极,Pt2电极 为正极,02在正极得电子转化为O2 o传感器内部,固体电解质体系是靠离子自由移动导电的,即电流此时是由离子定向移动形成的,A错误;02得电子转化为。2一,电极反响式为O2+4e=2。2-,B错误;该装置使用的是固体电解质,除了电解质体系中不存 在H+、OH-,且02一不影响pH,故pH不变,C错误;消耗3 moi 02,电路中转移电子3 molX4= 12 mol,由电极反响 2N%+3O2一一6一=2+31
7、120,得:N2-6e,故生成 N2的物质的量=的物质的量=转移电子数12 mol=6=2 mol,D正确。6.(2021北京丰台区一模)一种微生物电池可用于污水净化、海水淡化,其工作原理如 图所示:h- acoj低浓度硝 酸根废水浓有废低度机水1离子交换膜高浓度有机废水高浓度硝(含C6Hl2。6) 酸根废水以下说法正确的选项是()A. a电极作原电池的正极B.处理后的硝酸根废水pH降低C.电池工作时,中间室的C移向右室,Na+移向左室,实现海水淡化D.左室发生反响的电极反响式:C6Hi2O6-24e-+6H2O=6CO2 t +24H+D解析:a电极上C6Hl2O6转化为CO2,发生氧化反响
8、,那么a电极是原电池的负极, A错误;b电极上NO; fN2,电极反响式为2NO1 +6H2O+10e-=N2 f +12OH,反响 生成OH,处理后废水的pH升高,B错误;电池工作时,中间室的C移向负极左室, Na+移向正极右室,实现海水淡化,C错误;左室a电极是负极,C6Hl2。6转化为CO2,电极反响式为 C6H12O6-24e+6H2O=6CO2 t +24H+, D 正确。7 . (2021安徽马鞍山一模)HNO2与羟基自由基(OH)的气相氧化反响与酸雨、光化学烟 雾等重大环境问题密切相关。水分子可作为该气相氧化反响的催化剂,图中表示水分子催 化的一种机理,以下表达错误的选项是().
9、622T.0IKi- / / 5).01=.oTO-NI6 HIOH 一、2.5(HO+eoNH:qH 二一一-H9+CNH+QH4 - - -7CE s、9.622T.0IKi- / / 5).01=.oTO-NI6 HIOH 一、2.5(HO+eoNH:qH 二一一-H9+CNH+QH4 - - -7CE s、9表示氢键-表示化学键-178.5产物1n 川 w v反响历程A.该气相氧化反响的化学方程式为HNO2+OH送竺眄NO2+H2O8 .反响历程中还可能形成HONOH2OC.该反响历程中最大能垒(活化能)为201.1 kJ-moC1HOH 0NO H D. HO 是反响过渡态C解析:由
10、图可知,产物为NO?和H2O,那么该气相氧化反响的化学方程式为HNO2 + OH里% NO2+H2O, A正确;水分子中的氧原子可以和亚硝酸分子中的氢原子形成氢 键、水分子中的氢原子可以和亚硝酸分子中的氧原子形成氢键、那么反响历程中还可能形成 HONO-HzO, B正确;该反响不可逆,该反响历程中IU-IV时能垒最大(活化能),为22.6H0NO-H kJ-mol1 (20.5) kJTnol1, C错误;由过渡态理论知,H0 是反响过渡态,D正确。8.(2021 山东济南十一校联考)用乙醇燃料电池作为电源电解KI溶液的装置如以下图所 示,以下说法正确的选项是()ab iif | d阴离子父换
11、KOH溶液e斗空气匚丁丁 士头三三KI-:主yKOH溶液 7溶液.A.甲池中OH一流向c极,乙池中OH一流向a极B. a 极的电极反响方程为 CH3CH2OH+3H2O- 12e=2CO2+ 12H+C.L会与OH一产生10一,那么在乙池的右侧会存在KTD.当乙池产生2 moi气体时,那么电路中转移2 moi e-C 解析:甲池中乙醇通入a极,空气通入b极,那么a极是负极,b极是正极,根据电 极的连接方式可知,c极是阳极,d极是阴极。原电池中阴离子向负极移动,电解池中阴离 子向阳极移动,那么甲池中OH一流向a极,乙池中OH一流向c极,A错误;甲池电解质溶液 为 KOH 溶液,那么 a 极反响式
12、为 CH3cH2OH+160H一一 12e一=2CO+11H2O, B 错误; c极是阳极,电极反响为2r2e-=l2, b会与OH一产生IO,乙池中是阴离子交换膜, 故乙池中交换膜的左侧和右侧都会存在IO, C正确;d极是阴极,电极反响式为2H2。+ 2e =2OH +H2 t ,乙池产生2 moi气体时,那么电路中转移4 moi电子,D错误。CH CH 2)与Cb在光照条件下发生一氯取代,生成两种一取代物的速率如以下图I,反响基本历程如以下图n。以下说法正确的选项是()OCH2cH3+。2包 OCHCH3+OCH2cH2 ClCl反响速率:14.5 :1图IC1C1 黑 2Q OdHCH3
13、(A)+Q OfHC% C lH + Cl - HClO-CH.CH.-J 厂 .LcH2cH2 (B) + Cl 商OCH2fH2Cl 图n 图中(A)的稳定性大于(B)A.反响的A0,反响的AHVOB.光照条件下,得到等量的(A)和(B)时,生成(B)时需要能量更少C.相同条件下,由 Q-CH2cH3分别制备等量的 OCHCFh 和。一CH2cH2 的 AH 相等ClC1D.使用恰当的催化剂,可以使反响的程度减小,反响的程度增大D 解析:根据反响历程可知,反响为断裂旧化学 键,为吸热反响,H。,反响为新化学键的形成, 为放热反响,AHVChA错误;根据图D可知NA)的稳定 性大于(B),物
14、质越稳定所含能量越低,故光照条件下,得 到等量的(A)和(B)时,生成(B)时需要能量更多,B错误; (人)和(母的能量不同,反响历程的燎变不同,故相同条件 下,由 OCH2cH3 分别制备等量的 2300K 过卷102Fe。、 FeOC战询0?图1(2)工业上含尿素的废水需经处理后才能排放。如图2为一种电化学降解尿素的装置示 意图,该过程中,尿素CO(NH2)2降解的产物之一为co:电解 排出液1:-I N2 H2iLjIljilI隔膜(仅隔离气体)图2二二二三尿素 hkOH溶液写出尿素被降解的电极反响式:答案:Fe3O4Ai + A”2(2)CO(NH2)2+8OH-6e=COr +N2
15、f +6H2On (FeO)解析:(1)根据 FeO 与 CO?反响时“(co?) =6 可得:6FeO+CO2=FexOJ+C, 根据原子守恒推知,x: j=3:4,那么FeQ,的化学式为Fe3O4。过程1的热化学方程式:(I)6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) AHi;过程2的 热化学方程式:(H)2Fe3O4(s)=6FeO(s) + O2(g) A。根据盖斯定律,由(I )+(11)可得 反响 CO2(g)=C(s)+O2(g),那么该反响的 AH=AWi+AW2o(2)图中通入尿素+ KOH溶液,电化学降解尿素释放出N2,发生氧化反响:CO(NH2)2 -N2
16、 t ,电极反响式为 CO(NH2)2+8OH-6e=COr +N2 t +6H2Oo12 .(2021重庆市强基联合体联考)合成气的生产和应用在化学工业中有极为重要的地 位。回答以下问题:(1)利用合成气(主要成分CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,可能发生的反响 有:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) AM = - 63 kJ/molCO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) AH2(3)CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) A%局部化学键键能数据如下表:化学键HHC=OCOOH键能(kJ/mol)4368031076465那么 A%=kJ/m
17、olo科学家设计了一种电解装置,能将甘油(C3H8。3)和二氧化碳转化为甘油醛(C3H6。3) 和合成气,装置如下图。阴离子 CO、H2 H2O(g; 交换膜 入 L 甘油(C3H8。3 ) (C3H6。3 /足量Na2c0?溶液催化电极b应与电源(填“正”或“负”)极相连。电解一段时间后,催化电极a附近的pH值将(填增大”“减小” 或“不变”),用电极反响方程式解释原因:o当外电路转移2 mol e一时,生成的合成气在标准状况下的体积为 o答案:(1)+99(2)负 减小 C3H8O3-2e +2COf =C3H6O3+2HCO;22.4 L解析:根据反响热与键能的关系,反响的AH2=2X8
18、03 kJ/mol+436 kJ/mol-1 076 kJ/mol-2X465 kJ/mol=+36 kJ/moL根据盖斯定律,由一可得反响,那么反响的 AH3=(+36 kJ/mol)-(-63 kJ/moI)=+99 kJ/moL(2)由图知,电极b上发生的反响为CO2和H2O生成CO和H2, C元素的化合价由 +4价降低到+2价,H元素的化合价由+ 1价降低到0价,发生还原反响,电极b为阴极 应当与电源的负极相连。电极a为阳极,甘油被氧化为甘油醛,电极反响式为C3H8O3-2e +2COf =C3H6O3+2HCO;,那么电极a附近的pH减小。CO2转化为CO,转移电子数为2, H2O转化为H2,转移电子数为2,所以当外电路转移2 moi e一时,会生成ImolCCh和Hz的混合气体,标准状况下的体积为22.4 L。