2020届二轮复习 化学反应与能量变化 作业（江苏专用） 练习

化学反应与能量变化

1.如图为1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反应生成SOCl2(g)过程中的能量变化示意图，已知E1＝x kJ·mol－1、E2＝y kJ·mol－1，下列有关说法中正确的是(　　)

A．若在反应体系中加入催化剂，E1不变

B．若在反应体系中加入催化剂，ΔH减小

C．反应的活化能等于y kJ·mol－1

D．1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反应生成SOCl2(g)的ΔH＝(x－y)kJ·mol－1

解析：选D　催化剂能降低反应的活化能，所以E1变小，但催化剂不会改变化学反应的反应热，所以ΔH不变，反应热等于反应物的键能总和与生成物的键能总和之差，即ΔH＝E1－E2。A项，若在反应体系中加入催化剂，E1变小，错误；B项，催化剂不会改变化学反应的反应热，所以ΔH不变，错误；C项，由题图可知，反应的活化能等于E1＝x kJ·mol－1，错误；D项，1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反应生成SOCl2(g)的ΔH＝E1－E2＝(x－y)kJ·mol－1，正确。

2．电石(主要成分为CaC2)是重要的基本化工原料。已知2 000 ℃时，电石生产原理如下：

①CaO(s)＋C(s)===Ca(g)＋CO(g)ΔH1＝a kJ·mol－1　平衡常数K1

②Ca(g)＋2C(s)===CaC2(s)ΔH2＝b kJ·mol－1　平衡常数K2

以下说法不正确的是(　　)

A．反应①K1＝c(Ca)·c(CO)

B．反应Ca(g)＋C(s)===CaC2(s)，平衡常数K＝

C．2 000 ℃时增大压强，K1减小，K2增大

D．反应2CaO(s)＋CaC2(s)===3Ca(g)＋2CO(g)ΔH＝(2a－b)kJ·mol－1

解析：选C　反应①的平衡常数K＝c(Ca)·c(CO)，A正确；根据方程式可知反应Ca(g)＋C(s)＝CaC2(s)的平衡常数K＝，B正确；平衡常数只与温度有关，2 000 ℃时增大压强，K1、K2均不变，C错误；根据盖斯定律可知①×2－②即得到反应2CaO(s)＋CaC2(s)===3Ca(g)＋2CO(g)　ΔH＝(2a－b)kJ·mol－1，D正确。

3．已知：

CH3CH2CH2CH3(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)　ΔH＝－2 878 kJ·mol－1

(CH3)2CHCH3(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)　ΔH＝－2 869 kJ·mol－1

下列说法正确的是(　　)

A．正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子

B．正丁烷的稳定性大于异丁烷

C．1 mol正丁烷转化为异丁烷需要吸收的热量为9 kJ

D．异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多

解析：选A　由盖斯定律可得CH3CH2CH2CH3(g)===(CH3)2CHCH3(g)　ΔH＝－9 kJ·mol－1，因此正丁烷转化为异丁烷需要放出热量，则异丁烷分子储存的能量低，A正确，C错误；能量越低，物质越稳定，因此异丁烷更稳定，B错误；正丁烷、异丁烷分子中的碳氢键数目相同，D错误。

4．通过以下反应均可获取O2。下列有关说法不正确的是(　　)

①光催化分解水制氧气：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH1＝＋571.6 kJ·mol－1

②过氧化氢分解制氧气：2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)ΔH2＝－196.4 kJ·mol－1

③一氧化氮分解制氧气：2NO(g)===N2(g)＋O2(g)ΔH3＝－180.5 kJ·mol－1

A．反应①是人们获取H2的途径之一

B．反应②、③都是化学能转化为热能

C．反应H2O2(l)===H2O(g)＋O2(g)的ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

D．反应2H2(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2H2O(l)的ΔH＝－752.1 kJ·mol－1

解析：选C　反应①通过光催化分解水制氧气的同时也得到氢气，所以是人们获取H2的途径之一，A正确；反应②、③都是放热反应，是化学能转化为热能，B正确；由反应②可知，反应H2O2(l)===H2O(l)＋O2(g)的ΔH＝－98.2 kJ·mol－1，液态水转化为气态水要吸热，则反应H2O2(l)＝H2O(g)＋O2(g)的ΔH>－98.2 kJ·mol－1，不可能为ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，C错误；根据盖斯定律，由③－①可得反应2H2(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝ΔH3－ΔH1＝－752.1 kJ·mol－1，D正确。

5．某新型光充电电池结构如图。在太阳光照射下，TiO2光电极激发产生电子，对电池充电、Na＋在两极间移动。下列说法正确的是(　　)

A．光充电时，化学能转变成光能

B．光充电时，电极B为阴极

C．放电时，Na＋向电极A移动

D．放电时，电极B发生反应：I＋2e－===3I－

解析：选D　光充电时，光能转变成化学能，A错误；由题图可知，光充电时，电极B失去电子为阳极，B错误；放电时，Na＋向电极B移动，C错误；放电时，电极B发生反应：I＋2e－===3I－，D正确。

6．以下反应均可生成O2。下列有关说法正确的是(　　)

①二氧化碳分解生成氧气：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋566 kJ·mol－1

②过氧化氢分解生成氧气：2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)　ΔH2＝－196.4 kJ·mol－1

③光照条件下，催化分解水蒸气生成氧气：

2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)ΔH3＝＋483.6 kJ·mol－1

A．反应①使用催化剂，能降低该反应的活化能

B．反应②为吸热反应

C．反应③是将化学能转化为光能

D．反应CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－82.4 kJ·mol－1

解析：选A　催化剂能降低反应的活化能而加快反应速率，A正确；ΔH2<0，反应②为放热反应，B错误；反应③是将光能转变为化学能，C错误；根据盖斯定律由(③－①)÷2可得D项热化学方程式，ΔH＝－41.2 kJ·mol－1，D错误。

7.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3 溶液、导线和盐桥(盛有KNO3琼脂的U形管)构成一个原电池，如图所示。以下有关该原电池的叙述正确的是(　　)

①在外电路上，电流由铜电极流向银电极　②正极反应：Ag＋＋e－===Ag　③盐桥中的NO移向AgNO3溶液，K＋移向Cu(NO3)2溶液　④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池的总反应相同

A．①②　　　　　　　　 B．②③

C．②④  D．③④

解析：选C　由于活泼性：Cu>Ag，故Cu电极为电源的负极，电流由银电极流向铜电极，①错误；正极是Ag，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，②正确；原电池中，阴离子移向负极，阳离子移向正极，③错误；该原电池反应的原理是Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，④正确。

8．已知：

CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH1

C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH2

CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH3

CuO(s)＋CO(g)===Cu(s)＋CO2(g)　ΔH4

2CuO(s)＋C(s)===2Cu(s)＋CO2(g)　ΔH5

下列关于上述反应焓变的判断不正确的是(　　)

A．ΔH1>0  B．ΔH2>0

C．ΔH2<ΔH3  D．ΔH5＝2ΔH4＋ΔH1

解析：选C　根据焓变将已知热化学方程式依次编号为①②③④⑤。反应①是吸热反应，A正确；反应②是吸热反应，B正确；由②－③即得反应①，反应①为吸热反应，ΔH2－ΔH3＝ΔH1>0，即ΔH2>ΔH3，C错误；根据盖斯定律，D正确。

9．一种新型太阳光电化学电池贮能时电解质溶液中离子在两极发生如图所示的转化。

下列说法正确的是(　　)

A．贮能时，电能转变为化学能和光能

B．贮能和放电时，电子在导线中流向相同

C．贮能时，氢离子由a极区迁移至b极区

D．放电时，b极发生：VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O

解析：选D　光照时贮能，VO2＋失电子转化为VO，b极为阳极，a极为阴极，放电时b极为正极，a极为负极。贮能时，光能转变为化学能，A错误；贮能时电子由b极流出，放电时电子由a极流出，在导线中流向不相同，B错误；贮能时，氢离子由阳极b极区迁移至阴极a极区，C错误；放电时，b极为正极，发生电极反应：VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，D正确。

10．锂空气电池充放电基本原理如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．充电时，锂离子向阴极移动

B．充电时阴极电极反应式为Li＋＋e－===Li

C．放电时正极电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－

D．负极区的有机电解液可以换成水性电解液

解析：选D　充电时的原理是电解池原理，电解质中的阳离子移向阴极，即锂离子向阴极移动，故A正确；充电时阴极上发生得电子的还原反应，即Li＋＋e－===Li，故B正确；放电时原理是原电池原理，正极上发生得电子的还原反应O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故C正确；金属锂可以和水发生反应，所以负极区的有机电解液不可以换成水性电解液，故D错误。

11．硼氢化钠(NaBH4)和H2O2作原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如图。下列说法正确的是(　　)

A．电极a为正极，b为负极

B．放电时，Na＋从b极区移向a极区

C．电极b上发生的电极反应为H2O2＋2e－===2OH－

D．每生成1 mol BO转移6 mol电子

解析：选C　电极a上BH转化成BO，BH中氢元素为－1价，反应后生成H2O，其中氢元素为＋1价，化合价升高，发生氧化反应，所以电极a为负极，b为正极，A项错误。 放电时，Na＋应从a极区移向b极区，B项错误。根据电极b上双氧水发生得到电子的还原反应及元素守恒可知，C项正确。负极电极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，即1 mol BH转化成BO，每生成1 mol BO转移8 mol电子，D项错误。

12.用如图所示装置(熔融CaF2CaO作电解质)获得金属钙，并用钙还原TiO2制备金属钛。下列说法正确的是(　　)

A．电解过程中，Ca2＋向阳极移动

B．阳极的电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑

C．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少

D．若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“＋”接线柱是Pb电极

解析：选B　电子从外接电源负极流出，经导线到阴极，阳离子向阴极移动，A选项错误。阳极有CO2生成，熔融CaF2CaO作电解质，则阳极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑，B选项正确。电解CaO生成Ca,2Ca＋TiO2===Ti＋2CaO，在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量不变，C选项错误。铅蓄电池PbO2是正极，Pb为负极，若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“＋”接线柱是PbO2电极，D选项错误。

13.最近中美研究人员发明了一种可快速充放电的铝离子电池，该电池电解质为离子液体{AlCl3/[EMIM]Cl}，放电时有关离子转化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．放电时，负极发生：2AlCl－e－===Al2Cl＋Cl－

B．放电时，电路中每流过3 mol电子，正极减少27 g

C．充电时，泡沫石墨极与外电源的负极相连

D．充电时，阴极发生：4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl

解析：选D　放电时，活泼的金属铝是负极，铝发生氧化反应生成铝离子，铝离子与AlCl结合生成Al2Cl，所以电极反应式为Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl，A错误；放电时，正极上AlCl进入溶液，负极上Al失电子，则电路中每流过3 mol电子，负极减少27 g，B错误；充电时正极与外接电源的正极相连，则泡沫石墨极与外电源的正极相连，C错误；充电时，Al2Cl在阴极得电子发生还原反应，即阴极发生：4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl，D正确。

14.一种用于驱动潜艇的液氨液氧燃料电池原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是(　　)

A．该电池工作时，每消耗22.4 L NH3转移3 mol电子

B．电子由电极A经外电路流向电极B

C．电池工作时，OH－向电极B移动

D．电极B上发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O

解析：选B　A选项，NH3的温度压强未知，不能计算转移的电子数，错误。液氨液氧燃料电池中，液氨转化为氮气，化合价升高，发生氧化反应，电极A应为负极，电极B应为正极，电池工作时，OH－向电极A移动，C选项错误。介质环境为NaOH溶液，电极B上发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D选项错误。

15．天然气经O2和H2O(g)重整制合成气，再由合成气制备甲醇的相关反应如下：

①主反应：CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2(g)ΔH1

②副反应：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH2

③主反应：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH3＝＋206.1 kJ·mol－1

④主反应：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH4＝－90.0 kJ·mol－1

⑤副反应：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH5＝－49.0 kJ·mol－1

下列说法正确的是(　　)

A．ΔH1>ΔH2

B．设计反应①的主要目的是增大的比值

C．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的正反应为吸热反应

D．ΔH2－4ΔH1＝659.3 kJ·mol－1

解析：选A　反应①所得产物再进一步燃烧放热后才得到反应②的产物，故反应②放热更多，A正确；反应①所得气体正好是合成甲醇的主反应(反应④)所需气体的比例，B错误；将反应④－⑤可得C项反应的热化学方程式，ΔH＝－41 kJ·mol－1，正反应是放热反应，C错误；由给定的五个热化学方程式可知，按照②－①×4与④－⑤－③×3处理后得到相同的热化学方程式，故ΔH2－4ΔH1＝ΔH4－ΔH5－3ΔH3＝[－90.0－(－49.0)－(206.1×3)]kJ·mol－1＝－659.3 kJ·mol－1，D错误。

16．某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。下列有关该电池的说法正确的是(　　)

A．电子由X极通过外电路移向Y极

B．电池工作时，Li＋通过离子导体移向右室

C．负极发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑

D．Y极每生成1 mol Cl2，左室得到2 mol LiCl

解析：选D　X极有H2生成，Y极有Cl2生成，则X极为正极，Y极为负极，电子由Y极通过外电路移向X极，A选项错误。电池工作时，Li＋通过离子导体移向正极，即移向左室，B选项错误。负极发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，C选项错误。据电荷守恒可知Y极每生成1 mol Cl2，左室得到2 mol LiCl，D选项正确。