化学反应与能量变化练习题很好

1、化学反应与能量变化本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分100分。考试时间90分钟。第卷(选择题共46分)一、选择题(本题包括5个小题，每题2分，共10分，每题只有一个选项符合题意。)1(2012·潍坊一模)染料敏化太阳能电池(简称DSC)工作时类似叶绿素的染料吸收太阳光，产生电子，电子再被电极收集，然后通过外电路，回到反电极产生光电流。该过程中的能量转化形式为()A太阳能化学能B太阳能电能C化学能电能 D电能化学能答案B解析染料敏化太阳能电池吸收太阳光(太阳能)，经过一系列变化，产生光电流(电能)。故B为正确答案。2(2012·济南)有关X、Y、Z、W四种金

2、属进行如下实验：将X和Y用导线连接，浸入电解质溶液中，Y不易腐蚀将片状的X、W分别投入等浓度盐酸中都有气体产生，W比X反应剧烈用惰性电极电解等物质的量浓度的Y和Z的硝酸盐混合溶液，在阴极上首先析出单质Z根据以上事实，下列判断或推测错误的()AZ的阳离子氧化性最强BW的还原性强于Y的还原性CZ放入CuSO4溶液中一定有Cu析出D用X、Z和稀硫酸可构成原电池，且X做负极答案C解析由得X>Y，得W>X，得Y>Z，则活泼性顺序为W>X>Y>Z。3(2012·烟台一模)已知EA、EB、EC、ED分别表示A、B、C、D所具有的能量，则对于放热反应AB=CD，以

3、下说法正确的是()AEA>EBBEA>ECEDCEAEB>ECEDDEAEB<ECED答案C解析反应物总能量高于生成物总能量的化学反应为放热反应，反之为吸热反应。此反应为放热反应，则EAEB>ECED，故C项正确。4(2012·威海一模)一种化学冰袋中含有Na2SO4·10H2O(96 g)、NH4NO3(50 g)、(NH4)2SO4(40 g)、NaHSO4(40 g)。将Na2SO4·10H2O和其他三种盐分别盛于2只塑料袋中，用时使它们混合并用手搓揉就可制冷，制冷效果能维持23 h。以下关于制冷原因的猜测肯定错误的是()ANa

4、2SO4·10H2O脱水是吸热过程B较长时间制冷是由于Na2SO4·10H2O脱水是较慢的过程C铵盐在该条件下发生复分解反应是吸热过程DNH4NO3溶于结晶水会吸收热量答案C5Li/SO2电池具有输出功率高和低温性能好等特点，其电解质是LiBr，溶剂是碳酸丙烯酯和乙腈，电池反应式为2Li2SO2Li2S2O4。下列说法正确的是()A该电池反应为可逆反应B放电时，Li向负极移动C充电时，阴极反应式为Lie=LiD该电池的电解质溶液可以换成LiBr的水溶液答案C解析本题考查电化学知识。电池的放电和充电是在不同的反应条件下发生的，故该电池反应不能叫可逆反应，A项错误。放电时，阳离

5、子Li向正极移动，B项错误。充电时，阴极发生还原反应：Lie=Li，C项正确。若电解质溶液换成LiBr的水溶液，则碱金属锂会和水发生反应，D项错误。二、选择题(本题包括12个小题，每题3分，共36分，每题只有一个选项符合题意。)6(2012·济宁一模)如图表示某可逆反应分别在使用和未使用催化剂时，反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是()A该反应为吸热反应Ba与b相比，a的反应速率更快Ca与b相比，反应的平衡常数一定不同D反应物吸收的总能量小于生成物释放的总能量答案D解析本题结合图像考查化学反应中能量的变化。由图可知反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，A错；由

6、于使用了催化剂，降低了反应的活化能，化学反应速率加快，所以b的反应速率更快，B错；反应的平衡常数只是温度的函数，当温度不变时，平衡常数一定不变，C错。7(2012·临沂一模)下列有关电化学装置完全正确的是()ABCD铜的精炼铁上镀银防止Fe被腐蚀构成铜锌原电池答案C解析电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，精铜作阴极，故A错误。铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，故B错误。C是外接电源的阴极保护法，正确。铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中，故D错误。8(2012·青岛一模)灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体，已知：Sn(s，白)2HCl(aq)

7、=SnCl2(aq)H2(g)H1a kJ·mol1；Sn(s，灰)2HCl(aq)=SnCl2(aq)H2(g)H2b kJ·mol1；Sn(s，灰)Sn(s，白)H32.1 kJ·mol1。下列说法正确的是()Aa>bBab2.1C灰锡转化为白锡的反应是放热反应D锡制器皿长期处在低于13.2的环境中，会自行毁坏答案D解析根据盖斯定律，由得：Sn(s，灰)=Sn(s，白)H3H2H1(ba)kJ·mol12.1 kJ·mol1，据此可知 H1< H2，且灰锡转化为白锡的反应为吸热反应，故A、B、C错误。由可看出，在低于13.2的环

8、境下，白锡会变成粉末状的灰锡，即锡制器皿会自行毁坏。9镁H2O2酸性燃料电池采用海水作为电解质(加入一定量的酸)，下列结论不正确的是()A电池总反应式为MgH2O2=Mg(OH)2B该电池的正极反应式为H2O22H2e=2H2OC工作时，正极周围海水的pH增大D电池工作时，负极的镁被氧化答案A解析在酸性电解质溶液中，镁H2O2酸性燃料电池的总反应式为Mg2HH2O2=Mg22H2O，故A错误；正极反应式为H2O22H2e=2H2O，故B正确；正极氢离子不断反应，pH增大，C正确；镁是活泼金属，作为电池的负极，化合价升高，被氧化，D正确。10(2012·济南)两串联的电解池，甲池盛有C

9、uSO4溶液，乙池盛有一定量某硝酸盐的稀溶液，用惰性电极电解，当甲池的阴极上析出1.6 gCu时，乙池的阴极上析出0.45 g固体，则乙池的溶质可能是()ACu(NO3)2 BAl(NO3)3CNH4NO3 DMg(NO3)2答案A解析从离子的放电顺序分析，分别电解Al(NO3)3、NH4NO3、Mg(NO3)2的溶液时，阴极都不会析出固体，只有电解Cu(NO3)2溶液时才会在阴极析出铜。11(2012·青岛一模)镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，镁电池放电时电压高而平稳，使镁电池越来越成为人们研制绿色电池的关注焦点。其中一种镁电池的反应为xMgMo3S4MgxMo3S4。在镁

10、电池放电时，下列说法错误的是()AMg2向正极迁移B正极反应式为：Mo3S42xe=Mo3SCMo3S4发生氧化反应D负极反应式为：xMg2xe=xMg2答案C解析C项，镁在反应中失电子，则Mo3S4在反应中得电子，故放电时Mo3S4发生还原反应，不正确。12分析如图所示的能量变化，下列热化学方程式正确的是()AS(s，单斜)O2(g)=SO2(g)H297.16 kJ·mol1BS(s，单斜)O2(g)=SO2(g)H296.83 kJ·mol1CS(s，正交)O2(g)=SO2(g)H296.83 kJ·mol1D单斜硫的稳定性大于正交硫的稳定性答案C解析本题

11、侧重根据图像找出数据，并写出热化学方程式。根据图像可知硫的燃烧反应为放热反应，故A错；1 mol单斜硫完全燃烧放出的能量为297.16 kJ，故B错；相同物质的量的单斜硫燃烧所放出的热量比正交硫燃烧放出的要多，说明相同物质的量的单斜硫所具有的能量大于正交硫的，且由图像也可以看出，单斜硫具有的能量大于正交硫的，能量越高越不稳定，故单斜硫的稳定性弱于正交硫的，故D错。13(2012·威海一模)下列热化学方程式中，正确的是()A甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJ·

12、;mol1B500 、30 MPa下，将0.5 molN2和1.5 molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H38.6 kJ·mol1CHCl和NaOH反应的中和热为57.3 kJ·mol1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热H2×(57.3 kJ·mol1)D在101 kPa时，2 gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ·mol1答案D解析燃烧热是指在25，101

13、 kPa下，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，A项的热化学方程式中生成的水为气态，不属于稳定的氧化物，故H>890.3 kJ/mol；B项由反应是可逆反应，可知放出19.3 kJ的热量时生成NH3的量一定小于1 mol，故N2(g)3H2(g)2NH3(g)H<38.6 kJ/mol；中和热是指酸、碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量，故硫酸与氢氧化钙反应的中和热H57.3 kJ/mol。14用吸附了氢气的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。下列说法正确的是()A放电时，负极的电极反应式为H22e2OH=2H2OB充电时，阴极的电极反

14、应式为Ni(OH)2OHe= NiO(OH)H2OC放电时，OH移向镍电极D充电时，将电池的碳电极与外电源的正极相连答案A解析根据题图中用电器上的电子流向可知碳电极是负极，镍电极是正极。A项，负极发生氧化反应，故正确；B项，放电时的正极在充电时与电源的正极相连，即为阳极，阳极发生氧化反应，充电过程即补充电极材料的过程，故不正确；C项，放电时，阴离子向负极移动，即向碳电极移动，故不正确；D项，充电时应将碳电极与外电源的负极相连，不正确。下面两套实验装置，都涉及金属的腐蚀反应，假设其中的金属块和金属丝都是足量的。请同学们仔细观察，完成1516题。15下列叙述正确的是()A装置在反应过程中自始至终只

15、生成NO2气体B装置开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀C装置在反应过程能产生氢气D装置在反应结束时溶液中的金属阳离子只有Cu2答案C解析装置中，铁首先被浓硝酸钝化，铜与浓硝酸剧烈反应，在这种条件下，铜作原电池的负极，铁作正极，反应生成棕色的NO2。随着反应的进行，浓硝酸逐渐变为稀硝酸，随后铁与稀硝酸反应，此时铁作负极，铜作正极，反应生成无色的NO，溶液中既有Fe3，又有Cu2。因为装置中充满氧气，一开始发生吸氧腐蚀，消耗氧气导致左边液面上升，铁与稀硫酸反应产生氢气。16下列反应原理相关的叙述不正确的是()A装置中不可能发生如下反应：Fe2Fe3=3Fe2B装置在反应结束时溶液中存在Fe2C装置的溶液若

16、换为稀硝酸，则腐蚀过程与原装置不同D装置中的铁丝能发生电化学腐蚀答案A解析反应后装置溶液中含有Fe3，有可能发生Fe3的反应；若将装置中的溶液换成稀硝酸，则铁不会被钝化，铁始终作负极。装置中，铁与稀硫酸反应的产物是Fe2；铁在与稀硫酸接触之前发生电化学腐蚀。17在25时，将两根铂电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解，当电路中有a mol电子转移时，溶液中析出m g Na2SO4·10H2O晶体。若温度不变，在剩余溶液中溶质的质量分数为()A.×100% B.×100%C.×100% D.×100%答案D解析原溶液为饱和溶液，剩余溶液也为饱和

17、溶液，因此电解析出的晶体和消耗的水构成的溶液仍为饱和溶液，三者的质量分数相等。根据2H2O2H2O2，转移a mol电子时，消耗的水为0.5 amol，溶质的质量分数为m×÷(m0.5 a×18)×100%，D对。第卷(非选择题共54分)三、填空题(本题包括5个小题，共54分)18(本小题满分9分)(2012·南京)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化成无毒气体。(1)汽油在不同空燃比(空气与燃油气的体积比)时尾气的主要成分不同，空燃比较小时的有毒气体主要是_(填化学式)。(2)人们把拆开1 m

18、ol化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。已知N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol1、497 kJ·mol1。查阅资料获知如下反应的热化学方程式。N2(g)O2(g)=2NO(g)H180 kJ·mol1；N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H68 kJ·mol1；2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJ·mol1；C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ·mol1。一定条件下，N2与O2反应生成NO能够自发进行，其原因是_，NO分子中化学键的键能为_kJ·mol1。CO与NO2反应的热

19、化学方程式为4CO(g)2NO2(g)= 4CO2(g)N2(g)H_。答案(1)CO(2)S>0631.51 200 kJ·mol1解析(1)空燃比较小时，汽油燃烧不充分，有毒气气体主要是CO。(2)一个反应要能自发进行，须满足G<0，GHTS，现H>0，则需要S>0，且要达到一定温度时才可以自发进行；由反应N2(g)O2(g)=2NO(g)H180 kJ·mol1，断开反应物的化学键要吸热，共吸热：946 kJ497 kJ1 443 kJ，则NO分子中化学键键能为(1 443 kJ·mol1180 kJ·mol1)÷

20、2631.5 kJ·mol1，若将题目中所给的4个热化学方程式依次编号为，则由4×(2×2)即可得：4CO(g)2NO2(g)=4CO2(g)N2(g)，故该反应的H4×(393.5)2×(221)681 200(kJ·mol1)。19(本小题满分10分)一种新型锂离子电池是将尖晶石型Li4Ti5O12作为电池的正极材料，在嵌锂过程中变为盐岩型Li7Ti5O12。请回答下列问题：(1)Li4Ti5O12中Ti元素的化合价为_，锂离子电池的突出优点是_。(2)该锂离子电池是一种二次电池，电池在充电时的阳极反应式为_。(3)将金红石(Ti

21、O2)与Li2CO3混合后在空气中加热到1 073K，可得到Li4Ti5O12，该反应的化学方程式为_。(4)TiO2的水化物H4TiO4不溶于水，但在一定条件下既能溶于强酸，又能溶于强碱。请用电离方程式解释H4TiO4既能溶于强酸又能溶于强碱的原因：_。(5)已知：Ti(s)2Cl2(g)=TiCl4(l)H804.2 kJ/mol，2Na(s)Cl2(g)=2NaCl(s)H882.0 kJ/mol，Na(s)=Na(l)H2.6 kJ/mol，则TiCl4(l)4Na(l)=Ti(s)4NaCl(s)H_kJ/mol。答案(1)4体积小，比能量高，携带方便(2)Li7Ti5O123e=L

22、i4Ti5O123Li(3)5TiO22Li2CO3Li4Ti5O122CO2(4)HHTiOH2OH4TiO4Ti44OH(5)970.2解析(1)锂呈1价，氧呈2价，由此可确定钛为4价。由于金属锂的摩尔质量小，因此锂离子电池的比能量特别高。(2)根据题意锂离子电池的嵌锂过程即为放电过程，其负极反应式为Lie=Li，正极反应式为Li4Ti5O123Li3e=Li7Ti5O12，现题中要求写出充电时的阳极反应式，阳极发生氧化反应，由此可得电极反应式为Li7Ti5O123e=Li4Ti5O123Li。(3)根据钛的化合价可判断该反应是非氧化还原反应，在高温下碳酸根离子转化为CO2气体，由此可得化

23、学方程式。(4)H4TiO4不溶于水，则电离方程式中应用可逆符号表示，其两性电离可与Al(OH)3相类比。(5)可根据盖斯定律计算。20(本小题满分12分)(2012·潍坊一模)自洁面料就是在普通的面料纤维中加入一层薄薄的纳米二氧化钛。以含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3，Ti的最高价为4)为原料制取纳米级TiO2的流程如下：(1)步骤中发生的主要反应是_(用离子方程式表示)。(2)上述制备二氧化钛的过程中，可以利用的副产物是_；考虑成本和废物综合利用等因素，废液中应加入_处理。(3)由金红石制备单质钛，涉及的步骤为：TiO2TiCl4 Ti。已知：C(s)O2(g)=C

24、O2(g)H393.5kJ·mol1；2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566.0kJ·mol1；TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(s)O2(g)H141.0kJ·mol1。则TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)的H_kJ·mol1。反应TiCl42Mg=2MgCl2Ti的氩气气氛中进行的理由是_。(4)TiO2的白色粉末，不溶于水，也不溶于酸，但能溶于氢氟酸和热的浓硫酸。请写出TiO2与浓硫酸反应的化学方程式_。答案(1)2Fe3Fe=3Fe2(2)FeSO4·7H2O(或绿矾)生石灰(或碳酸钙、

25、废碱)(3)80.0防止高温下镁和钛与空气中的氧气(或二氧化碳、或氮气)作用(4)TiO22H2SO4(浓)Ti(SO4)22H2O或TiO2H2SO4(浓)TiOSO4H2O解析(1)步骤中主要发生Fe3和Fe的反应：2Fe3Fe=3Fe2。(2)制备过程中得到的FeSO4· 7H2O可以利用。废液中含有少量的TiO2、Fe2，可加入生石灰(或碳酸钙、废碱)降低H的浓度，使之转化为沉淀析出，进行循环利用。(3)根据盖斯定律，由2×得：TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)H80.0 kJ·mol1。该反应在氩气气氛中进行是为了防止高

26、温下镁和钛与空气中的氧气等作用。(4)根据钛铁矿加入浓硫酸得到TiO2、SO，则TiO2与热的浓硫酸反应时可生成TiOSO4，继续反应可得到Ti(SO4)2。21(本小题满分11分)全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池，目前钒电池技术已经趋近成熟。下图是钒电池基本工作用原理示意图：请回答下列问题：(1)硫酸在电池技术和实验中具有广泛的应用，在传统的铜锌原电池中，硫酸是_，实验室中配制硫酸亚铁时需要加入少量硫酸，硫酸的作用是_。(2) 钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子(V2、V3、VO2、VO)为正极和负极电极反应的活性物质，电池总反应为VO2V3H2OV2VO2H

27、。放电时的正极反应式为_，充电时的阴极反应式为_。放电过程中，电解液的pH_(选填“升高”、“降低”或“不变”)。(3)钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是_。aVO、VO2混合液bV3、V2溶液cVO溶液 dVO2溶液eV 3溶液 fV2溶液(4)能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是_。答案(1)电解质溶液抑制硫酸亚铁的水解(2)VO2He=VO2H2OV3e=V2(3)acd(4)H解析(1)传统的铜锌原电池中，锌与酸反应生成氢气，故硫酸为电解质溶液；硫酸亚铁容易水解，且水解显酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解变质。(2)正极反应是还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应为VO2He=VO