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1、专题08 化学反应与能量一、单选题1已知：3Fe2+4H+=3Fe3+NO+2H2O，对于该反应的下列叙述中，不正确的是A每0.1mol发生氧化反应，转移0.3mole-B离子间的反应说明Fe(NO3)2溶液不宜加酸酸化C氧化剂和还原剂的物质的量之比为13D若把该反应设计为原电池，则负极反应为Fe2+-e-=Fe3+2设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是ApH13的Ba(OH)2溶液中含有OH-离子数目为0.1NAB一定条件下，2molSO2和1molO2发生反应，转移的电子数为4NAC1L0.1mol/L葡萄糖溶液中分子总数为0.1NAD60g石英晶体中含有的Si-O键数目为4NA3
2、下列离子方程式正确的是A高级脂肪酸与氢氧化钠溶液反应：H+OH-=H2OBFeI2溶液中通入过量Cl2：2Fe2+2I-+2Cl2=2Fe3+I2+4Cl-C向次氯酸钙溶液中通入少量SO2：Ca2+3ClO-+SO2+H2O=CaSO4+Cl-+2HClOD用惰性电极电解CuCl2水溶液：Cu2+2Cl-+2H2O=Cl2+Cu(OH)2+H24某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO。其过程如下：mCeO2(mx)CeO2·xCe+xO2，(mx)CeO2·xCe+xH2O+ xCO2mCeO2+ xH2+ xCO。下列说法不正确的是
3、( )A该过程中CeO2没有消耗B该过程实现了太阳能向化学能的转化C图中H1+H2+H3= 0D以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+H2O2e =CO2+2H+5某温度时，若向2L体积恒定的密闭容器中充入一定量X(g)和Y(g)发生反应：X(g)+Y(g)Z(s)+2W(g)，其中X、W的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是A点A时反应达到平衡状态B前10min内，(Y)=0.02mol·L1·min1C第10min时，改变的外界条件可能是加入催化剂D第10min时，改变的外界条件可能是增大Z的量6以Ag/AgCl作参比电极的原电池装置可用于测
4、定空气中氯气的含量，其工作原理示意图如图所示。下列说法错误的是A采用多孔铂电极可增大电极与电解质溶液和气体的接触面积B正极的电极反应式为Cl2+2e-=2C1-C外电路中通过0.02 mol e-时，负极区溶液质量减少0.71 gD空气中氯气含量可通过一定时间内电流表读数变化和空气流速计算7下列关于锌铜原电池(如图)的说法错误的是A装置中存在“化学能电能”的转化BCu作负极，有大量气泡产生C反应一段时间后，电解质溶液质量增大D将Zn换成碳棒，没有电流通过8已知某化学反应A2(g)2B2(g)=2AB2(g)(AB2的分子结构为BAB)的能量变化如图所示，下列有关叙
5、述中正确的是：A该反应的进行一定需要加热B该反应的H(E1E2) kJ·mol1C断裂1 mol AA键和2 mol BB键，放出E1 kJ能量D该反应中，反应物的键能总和大于生成物的键能总和9向某密闭容器中加入 0.3 mol A、0.1 mol C 和一定量的 B 三种气体， 一定条件下发生如下反应： 3A(g) B(g)2C(g)，各物质的浓度随时间变化如图所示t0t1 阶段的 c(B)变化未画出。下列说法中正确的是( )A若 t115 s，则用 A 的浓度变化表示 t0t1阶段的平均反应速率为 0.004 mol·L1·s1Bt1时该反应达到平衡，A的转化
6、率为 60%C该容器的容积为2 L，B的起始的物质的量为 0.02 molDt0t1 阶段，此过程中容器与外界的热交换总量为 a kJ，该反应的热化学方程式为 3A(g)B(g)2C(g) H50a kJ·mol110在一定条件下发生反应：3A(g)2B(g) xC(g)2D(g)，在2 L密闭容器中，把4 mol A和2 mol B混合，2 min后达到平衡时生成1.6 mol C，又测得反应速率vB0.2 mol·L1·min1，则下列说法中正确的是()Ax3BB的转化率为20%C平衡时气体压强是原来的0.94倍D达到平衡时A的浓度为1.4 mol·
7、L111水系锌离子电池是一种新型二次电池，工作原理如下图。该电池以粉末多孔锌电极(锌粉、活性炭及粘结剂等)为负极，V2O5为正极，三氟甲磺酸锌Zn(CF3SO3)2为电解液。下列叙述错误的是（ ）A放电时，Zn2向V2O5电极移动B充电时，阳极区电解液的浓度变大C充电时，粉末多孔锌电极发生还原反应D放电时，V2O5电极上的电极反应式为：V2O5xZn22xeZnxV2O512用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向2L密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)2NO(g) N2(g)CO2(g) H0。在T1时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度(mol/L)如表所示，则下列说法
8、不正确的是时间/t(min)01020304050NO1.000.680.500.500.600.60N200.160.250.250.300.30CO200.160.250.250.300.30A1020 min内，NO的平均反应速率为0.018mol/（Lmin）BT1时，该反应的平衡常数K=0.25C保持与前30min的反应条件相同，再向容器中加入2molN2和2molNO，则平衡向左移动D30min后，只改变了一个条件，根据上述表格判断，该条件可能为缩小容器体积13斯坦福大学华人化学家戴宏杰率领的团队研制出一种可在一分钟内充满电的超常性能铝离子电池，该电池采用新型石墨(Cn)和铝作电极
9、，AlCl4-和有机阳离子构成电解质溶液，已知负极电极反应式为Al-3e-+7AlCl4-4Al2Cl7-。下列说法不正确的是A充电时，该电池负极应连接外接电源的负极B放电时，电子从铝电极流出经过电解质溶液到达石墨电极C充电时，阳极的电极反应式为Cn+AlCl4-e- CnAlCl4D放电时，电路中每转移1 mol电子，负极的质量就减轻9 g14碳酸二甲酯（CO(OCH3)）是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料。在催化剂作用下，可由甲醇和CO2直接合成：CO22CH3OHCO(OCH3)2H2O。某研究小组在某温度下，在0.1L恒容密闭容器中投入2.5 mol CH
10、3OH(g)、适量CO2和6×105mol催化剂，研究反应时间对甲醇转化数（TON）的影响，其变化曲线如图所示。计算公式为：TON转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。下列说法不正确的是A在该温度下，最佳反应时间是10hB410h内碳酸二甲酯的平均反应速率是7.5×104mol·L1·h1C向反应体系中添加催化剂，一定能提高反应的TOND该合成方法可以利用廉价的甲醇把影响环境的温室气体CO2转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面具有重要意义二、综合题15C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的不利
11、影响。在500下合成甲醇的反应原理为：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，在1 L 的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，压强为p0 ，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。(可逆反应的平衡常数可以用平衡浓度计算，也可以用平衡分压Kp代替平衡浓度，计算分压=总压×物质的量分数)反应进行到4 min 时，(正)_ (填“>”“<”或“=”)(逆)。04 min，H2的平均反应速率(H2)=_ mol·L1·min1。CO2平衡时的体积分数为_，该温度下Kp为_(用含有p0的式子表示)。16回答下列
12、问题：(1)将等物质的量的A和B，混合于2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)B(g)xC(g)2D(g)，5 min后测得c(D)0.5 mol·L1，c(A)c(B)35，C的反应速率是0.1 mol·L1·min1。A在5 min末的浓度是_。v(B)_。x_。(2)在25 时，向100 mL含氯化氢14.6 g的盐酸中，放入5.6 g纯铁粉，反应进行到2 min末收集到氢气1.12 L(标准状况)，在此后又经过4 min，铁粉完全溶解。若不考虑溶液体积的变化，则：前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是_。后4 min内用HCl表示的平均反应速率是
13、_。前2 min与后4 min相比，反应速率_较快，其原因是_。17铈及其化合物在工业生产中应用广泛。以某玻璃废料（主要成分为CeO2、SiO2、Fe2O3、FeO等）为原料制备CeO2和NH4Fe(SO4)2·12H2O（硫酸铁铵晶体），其流程如下（已知CeO2既不溶于稀硫酸，也不溶于氢氧化钠溶液）：回答下列问题：(1)浸取玻璃废料选用的“稀酸A”为_（填“稀硫酸”或“稀盐酸”）。(2)向滤渣1加入H2O2的目的是_（用离子方程式表示）。为了提高溶解“滤渣1”的速率，常釆用加热措施，但温度高于60时溶解速率减慢，其主要原因是_。(3)为了不引入杂质，所选用固体1的化学式为_。(4)
14、制备2mol CeO2需要NaClO的质量为_。(5)锌铈液流电池放电时的工作原理如图所示。放电时电池的总离子反应方程式为_。充电时，当a极增重6.5g时，有_mol离子通过交换膜以平衡电荷。18科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇：CO2(g)+ 3H2(g)CH 3OH(g) + H 2O(g)。回答下列问题：(1)已知上述反应中的化学键键能如表：化学键HHCHHOCOC=OE/(kJ·mol-1)abcde由此计算CO2(g) + 3H2(g)CH 3OH(g) + H 2O(g)的H=_kJ/mol。(用字母表示)(2)已知：.CO(g) +
15、2H2(g) =CH 3OH(l) H= 128.6 kJ/mol.2CO(g) + O2(g) =2 CO2(g) H=566.0 kJ/mol.2H2(g) + O2(g) =2 H2O(l) H=571.6 kJ/mol写出 CH3OH燃烧热的热化学方程式：_。(3)不同压强下，按照n(CO2)：n(H2) =1：3投料，实验测得CO2的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。图中A点对应的甲醇的体积分数是_(保留一位小数)；压强的大小关系为P1_P2(填“>”、“”或“=”)。在恒温、恒压的容器中通入1 mol CO2和1 mol H2，下列一定能说明反应已达平衡状态的是_。a.气体
16、的平均相对分子质量不变b.气体的密度不变c.CO2的体积分数不变d.容器内气体的总压19合成气的主要成分为一氧化碳和氢气，在工业上用途十分广泛。最近中国科学家成功研究由合成气制备乙醇的新工艺，具体制备路线如下所示：（1）制备甲醇的原理为CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），反应过程中物质能量变能化如图所示，生产中为同时提高甲醇的产率和反应速率，可采取措施是_（写一条即可）。（2）若该反应加入催化剂，请在答题纸图中画出反应过程中物质能量变化曲线_。（3）制备二甲醚的原理为2CH3OH（g）= CH3OCH3（g）+H2O（g）。写出该反应的化学平衡常数表达式为_。在2 L容器中发生上述反应，5分钟后，测得甲醇减少16 g，则二甲醛的平均生成速率为_。（4）CH3COOCH3和H2制备乙醇的反应中，还有另一产物生成，该物质在上述转化路线中循环使用，其分子式为_。 若不考虑生产过程中的损失且每步都反应完全，通过以上制备路线消耗8.4 kgCO时，理论上可制取乙醇的质量为_。（5）设计实验证明乙醇中是否含有CH3COOCH3_（写出实验的操作步骤、现象和结论）