化学反应的本质是旧化学键断裂新化学键形成的过程。根据所学知识回答下列有关化学反应中能量的变化的问题。
(1)H2与Cl2、Br2均能发生反应,H2与Br2发生反应生成HBr过程中的能量变化示意图如图。
①完成转化Ⅰ、Ⅱ需___ (填“吸收”或“放出”下同)能量,完成转化Ⅲ需___ 能量。
②H2和Br2反应的能量变化图可用___ (填“A”或“B”)表示。
(2)H2在Cl2中燃烧的过程主要是___ 能转化为__ 能的过程。
(3)理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池.燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂反应所产生的化学能直接转化为电能。
①现将氢气和氯气的反应设计成酸性(盐酸为电解质溶液)燃料电池,则正极应通入的气体为__ (填化学式)。
②实际应用中,设计了一款通过NO传感器监测汽车尾气中NO的含量的燃料电池,其工作原理如图所示。已知:O2-可在固体电解质中自由移动。
a.NiO电极上发生的是填___ (“氧化”或“还原”)反应。
b.外电路中,电子是从__ (填“NiO”或“Pt”)电极流出。
c.Pt电极上的电极反应式为__ 。
(1)H2与Cl2、Br2均能发生反应,H2与Br2发生反应生成HBr过程中的能量变化示意图如图。
①完成转化Ⅰ、Ⅱ需
②H2和Br2反应的能量变化图可用
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(3)理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池.燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂反应所产生的化学能直接转化为电能。
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a.NiO电极上发生的是填
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更新时间:2021-04-07 16:18:52
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【推荐1】化学反应伴随着能量的变化,请根据所学知识回答下列问题
Ⅰ.在一定条件下A与B反应可生成C和D,其能量变化如图:(1)若E1>E2,反应体系的总能量_______ (填“升高”或“降低”),为_______ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)能量高的物质相比于能量低的物质更_______ (填“稳定”或“不稳定”)
Ⅱ.原电池反应能够提供电能,如图是某原电池装置图。(3)Zn棒是原电池的_______ 极,发生_______ (填“氧化”或“还原”)反应。
(4)Cu棒上发生的电极反应式为_______ 。
(5)溶液中H+向_______ (填“Zn”或“Cu”)电极定向移动。
Ⅰ.在一定条件下A与B反应可生成C和D,其能量变化如图:(1)若E1>E2,反应体系的总能量
(2)能量高的物质相比于能量低的物质更
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(4)Cu棒上发生的电极反应式为
(5)溶液中H+向
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【推荐2】回答下列问题:
(1)正丁烷除直接用作燃料外,还用作亚临界生物技术提取溶剂、制冷剂和有机合成原料。已知:
反应1:+H2△H1;
反应2:+H2 △H2;
反应3:△H3。
Kx是以物质的量分数表示的平衡常数,对于反应dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g),Kx=,x(D)、x(E)、x(G)、x(H)为各组分的物质的量分数。
反应1、2、3的K与温度的变化关系如图所示:
①反应1中正反应的活化能______ 逆反应的活化能(填“大于”“等于”或“小于”)。
②稳定性A_____ B(填“大于”或“小于”)。
③的数值范围是_____ (填标号)。
A.<-1 B.-1~0 C.0~1 D.>1
(2)丙烯是工业上合成精细化学品的原料,随着天然气和页岩气的可用性不断提高,制取丙烯的技术越来越得到人们的关注。
主反应I:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) △H1;
副反应II:C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g) △H2。
已知H2、丙烷(C3H8)和丙烯(C3H6)的燃烧热(△H)分别是-285.8kJ•mol-1、-2220kJ•mol-1和-2051kJ•mol-1,则△H1=_____ kJ•mol-1。主反应I在______ (填“高温”“低温”或“任意温度”)时能自发进行。
(1)正丁烷除直接用作燃料外,还用作亚临界生物技术提取溶剂、制冷剂和有机合成原料。已知:
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Kx是以物质的量分数表示的平衡常数,对于反应dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g),Kx=,x(D)、x(E)、x(G)、x(H)为各组分的物质的量分数。
反应1、2、3的K与温度的变化关系如图所示:
①反应1中正反应的活化能
②稳定性A
③的数值范围是
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主反应I:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) △H1;
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已知H2、丙烷(C3H8)和丙烯(C3H6)的燃烧热(△H)分别是-285.8kJ•mol-1、-2220kJ•mol-1和-2051kJ•mol-1,则△H1=
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【推荐3】如图所示,把试管小心地放入盛有(20℃)碳酸饮料的烧杯中,试管中开始放入适量饱和CuSO4溶液,再用滴管滴加5mL浓硫酸于试管中,试回答下列问题:
(1)实验中观察到的现象是________________ 。
(2)产生上述现象的原因是________________ 。
(3)试管中破坏化学键的类型是______________ ,形成的化学键类型是______________ 。
(4)写出有关现象的化学方程式______________ 。
(5)由实验推知,反应所得溶液的总能量__________ (填“大于”、“小于”或“等于”)浓硫酸和饱和CuSO4溶液的总能量。
(1)实验中观察到的现象是
(2)产生上述现象的原因是
(3)试管中破坏化学键的类型是
(4)写出有关现象的化学方程式
(5)由实验推知,反应所得溶液的总能量
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解答题-原理综合题
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【推荐1】能源是经济增长与社会发展的重要物质基础,某研究人员对世界一次能源替代趋势曾作如图Ⅰ所示的预测:
(1)图Ⅰ中所示化石能源中属于较清洁的能源的是_______ 。
(2)图Ⅱ是氢能的制备及利用的途径之一,其中涉及能量转化方式有_______ 。(填代号)
a.光能→化学能 b.电能→化学能 c.化学能→电能
(3)“开源节流”是应对能源危机的重要举措,下列做法有助于能源“开源节流”的是_______ (填字母)。
a.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b.大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
c.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源,减少使用煤、石油等化石燃料
d.减少资源消耗,增加资源的重复使用、资源的循环再生
(4)硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是:
粗硅冶炼:A.SiO2+2CSi+2CO↑。
精炼硅:B.Si+3HClSiHCl3+H2;
C.SiHCl3+H2Si+3HCl。
化学反应与能量变化如图所示,回答下列问题:
A是_______ 反应,B是_______ 反应(填“吸热”或“放热”),反应C中破坏反应物中的化学键所吸收的能量_______ (填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。
(5)高温时,2NO2(g)2NO(g)+O2(g),因此氨气与氧气反应难以生成NO2。根据下列数据计算,当2 mol NO2分解时,反应会_______ (填“吸收”或“放出”)_______ kJ能量。
NO2(g)N(g)+2O(g) NO(g) N(g)+O(g) O2(g) 2O(g)
(1)图Ⅰ中所示化石能源中属于较清洁的能源的是
(2)图Ⅱ是氢能的制备及利用的途径之一,其中涉及能量转化方式有
a.光能→化学能 b.电能→化学能 c.化学能→电能
(3)“开源节流”是应对能源危机的重要举措,下列做法有助于能源“开源节流”的是
a.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b.大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
c.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源,减少使用煤、石油等化石燃料
d.减少资源消耗,增加资源的重复使用、资源的循环再生
(4)硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是:
粗硅冶炼:A.SiO2+2CSi+2CO↑。
精炼硅:B.Si+3HClSiHCl3+H2;
C.SiHCl3+H2Si+3HCl。
化学反应与能量变化如图所示,回答下列问题:
A是
(5)高温时,2NO2(g)2NO(g)+O2(g),因此氨气与氧气反应难以生成NO2。根据下列数据计算,当2 mol NO2分解时,反应会
NO2(g)N(g)+2O(g) NO(g) N(g)+O(g) O2(g) 2O(g)
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【推荐2】1909年,化学家哈伯用和在高温高压条件下首次合成了氨气,反应原理为,该反应的能量变化如图所示(a、b均大于零),回答下列问题:
(1)根据图示写出生成2mol 时的热化学方程式_______ 。
(2)在500℃、30MPa下,断裂1mol H—H键、1mol N—H键、1mol 键需要吸收的能量分别为436kJ、391kJ、946.5kJ。
①每消耗0.6mol 该反应放出的热量为_______ 。
②向某一密闭容器中充入1.5mol (g)和0.5mol (g),在催化剂条件下进行上述反应,此时断裂的H—H键吸收的热量_______ (填“>”、“<”或“=”)654kJ,原因是_______ 。
③加入催化剂,该反应的△H_______ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)—种用电化学法合成氨的原理示意图如图所示:
①电极B是_______ (填“阴极”或“阳极”)。
②阳极的电极反应式为_______ 。
③若图中支持电解质改为质子导体陶瓷膜,则阴极的电极反应式为_______ 。
(1)根据图示写出生成2mol 时的热化学方程式
(2)在500℃、30MPa下,断裂1mol H—H键、1mol N—H键、1mol 键需要吸收的能量分别为436kJ、391kJ、946.5kJ。
①每消耗0.6mol 该反应放出的热量为
②向某一密闭容器中充入1.5mol (g)和0.5mol (g),在催化剂条件下进行上述反应,此时断裂的H—H键吸收的热量
③加入催化剂,该反应的△H
(3)—种用电化学法合成氨的原理示意图如图所示:
①电极B是
②阳极的电极反应式为
③若图中支持电解质改为质子导体陶瓷膜,则阴极的电极反应式为
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解题方法
【推荐3】(1)为了验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱,下列装置能达到实验目的是_____ ,写出正极的电极反应式_________ 。
(2)将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。
①实验测得OH-定向移动向B电极,则___ 处电极入口通甲烷(填A或B),其电极反应式为____ 。
②当消耗甲烷的体积为33.6L(标准状况下)时,假设电池的能量转化率为80%,则导线中转移电子的物质的量为___ 。
③电极反应的总反应方程式为_____ (填“吸热反应”或“放热反应”),下表中的数据表示破坏1mol化学键需要的能量,该反应的热量变化是____ kJ
(3)某可逆反应在某体积为5L的密闭容器中进行,在从0-3min各物质的量的变化情况如图所示(A,B,C均为气体)
①该反应的化学方程式为__________ 。
②反应开始至2min时,B的平均反应速率为_______ 。
③能说明该反应已达平衡状态的是_____
A.ν(A)=2ν(B)
B.容器内压强保持不变
C.2ν逆(A)=ν正(B)
D.容器内混合气体的密度保持不变
④在密闭容器内,通入amolA、bmolB、cmolC,发生上述反应,当改变下列条件时,反应速率会减小的是______
a.降低温度 b.加入催化剂 c.增大容器体积
(2)将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。
①实验测得OH-定向移动向B电极,则
②当消耗甲烷的体积为33.6L(标准状况下)时,假设电池的能量转化率为80%,则导线中转移电子的物质的量为
③电极反应的总反应方程式为
化学键 | C-H | O-O | O=O | C-O | C=O | H-O |
能量(kJ) | 415 | 138 | 498 | 343 | 798 | 465 |
(3)某可逆反应在某体积为5L的密闭容器中进行,在从0-3min各物质的量的变化情况如图所示(A,B,C均为气体)
①该反应的化学方程式为
②反应开始至2min时,B的平均反应速率为
③能说明该反应已达平衡状态的是
A.ν(A)=2ν(B)
B.容器内压强保持不变
C.2ν逆(A)=ν正(B)
D.容器内混合气体的密度保持不变
④在密闭容器内,通入amolA、bmolB、cmolC,发生上述反应,当改变下列条件时,反应速率会减小的是
a.降低温度 b.加入催化剂 c.增大容器体积
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【推荐1】消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。
(1)甲烷还原方法是在一定温度、压强及催化剂作用下可消除氮氧化物大气污染,NO、O2和的混合物反应体系主要发生如下反应:
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
①则反应Ⅳ=___________ kJ/mol(用a、b、c表示)。
②若该温度下反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数分别为K1、K2、K3,则反应Ⅳ的平衡常数K4=___________ (用K1、K2、K3表示)。
(2)利用电化学装置可消除氮氧化物污染,变废为宝。
①化学家正在研究尿素动力燃料电池直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化的水,又能发电,尿素燃料电池结构如图所示:
甲的电极反应式为___________ ;理论上每净化1mol尿素,消耗O2的体积约为___________ L(标准状况下)。
②图为电解NO制备的装置。该装置中阴极的电极反应式为___________ ;“反应室”中发生反应的离子方程式为___________ 。
(3)①科学家正在研究一种以乙烯()为还原剂的脱除NO原理,其脱除机理如图,该脱除反应的化学方程式为___________ 。
②某研究小组在实验室以为催化剂,测得NO转化为的转化率随温度变化情况如图所示:若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因是___________ 。
(1)甲烷还原方法是在一定温度、压强及催化剂作用下可消除氮氧化物大气污染,NO、O2和的混合物反应体系主要发生如下反应:
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
①则反应Ⅳ=
②若该温度下反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数分别为K1、K2、K3,则反应Ⅳ的平衡常数K4=
(2)利用电化学装置可消除氮氧化物污染,变废为宝。
①化学家正在研究尿素动力燃料电池直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化的水,又能发电,尿素燃料电池结构如图所示:
甲的电极反应式为
②图为电解NO制备的装置。该装置中阴极的电极反应式为
(3)①科学家正在研究一种以乙烯()为还原剂的脱除NO原理,其脱除机理如图,该脱除反应的化学方程式为
②某研究小组在实验室以为催化剂,测得NO转化为的转化率随温度变化情况如图所示:若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因是
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【推荐2】Ⅰ.已知:工业上制二甲醚是在一定温度(230~280℃)、压强(2.0~10.0MPa)和催化剂作用下进行的,反应器中发生了下列反应:
①
②
③
(1)反应器中的总反应可表示为,计算该反应的_______ 。
Ⅱ.催化加氢既可以合成乙烯,也可以实现碳中和,其反应为 。起始时按的投料比将和充入10L恒容密闭容器中,不同温度下平衡时和的物质的量如图所示:
(2)①下列说法正确的是_______ (填序号)。
A.393K时,向恒容密闭容器中充入,压强增大,平衡正向移动
B.使用催化剂,可降低反应活化能,加快反应速率
C.测得容器内混合气体密度不随时间改变时,说明反应已达平衡
D.其他条件不变时,缩小容器体积,则增大,减小
②393K下,的平衡转化率为_______ (保留三位有效数字)。
③393K下,该反应达到平衡后,再向容器中按投入和,则重新达到平衡时将_______ (填“变大”“不变”或“变小”)。
(3)用惰性电极电解酸性的水溶液可得到乙烯,其原理如图所示:
①a为_______ (填“正极”“负极”“阳极”或“阴极”)。
②b电极上的电极反应式为_______ 。
①
②
③
(1)反应器中的总反应可表示为,计算该反应的
Ⅱ.催化加氢既可以合成乙烯,也可以实现碳中和,其反应为 。起始时按的投料比将和充入10L恒容密闭容器中,不同温度下平衡时和的物质的量如图所示:
(2)①下列说法正确的是
A.393K时,向恒容密闭容器中充入,压强增大,平衡正向移动
B.使用催化剂,可降低反应活化能,加快反应速率
C.测得容器内混合气体密度不随时间改变时,说明反应已达平衡
D.其他条件不变时,缩小容器体积,则增大,减小
②393K下,的平衡转化率为
③393K下,该反应达到平衡后,再向容器中按投入和,则重新达到平衡时将
(3)用惰性电极电解酸性的水溶液可得到乙烯,其原理如图所示:
①a为
②b电极上的电极反应式为
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【推荐3】(1)下面列出了几组物质,请用序号填空。
①金刚石与“足球烯” C 60 ;② D 与 T ;③氧气与臭氧;④CH4 和 CH3CH2 CH3 ;⑤和CH3CH2CH2CH2CH3;⑥和 CH3CH2CH2CH3
属于同位素的是________________ ,属于同系物的是_______________ ,属于同素异形体的是____________ ,属于同 分异构体的是______________ 。
(2)已知一定条件下,金刚石转化为石墨释放出能量,则等质量的金刚石比石墨具有的能量__________ (填“高”、“低”),故金刚石比石墨稳定性______ (填“强”、“弱”),等质量的金刚石和石墨充分燃烧均生成二 氧化碳,____________ 放出热量多。
(3)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
①B 中 Sn 极的电极反应式为____________________ ,
Sn 极附近溶液的 pH___________________ 。
②C 中总反应离子方程式为_________________ 。 比较 A、B、C 中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺 序是___________ 。
(4)如图是甲烷燃料电池原理示意图,回答下列问题:
①电池的负极是____________ (填“a”或“b”)电极, 该极的电极反应是_______________________ 。
② 电池工作一段时间后电解质溶液的 pH______________ 。
①金刚石与“足球烯” C 60 ;② D 与 T ;③氧气与臭氧;④CH4 和 CH3CH2 CH3 ;⑤和CH3CH2CH2CH2CH3;⑥和 CH3CH2CH2CH3
属于同位素的是
(2)已知一定条件下,金刚石转化为石墨释放出能量,则等质量的金刚石比石墨具有的能量
(3)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
①B 中 Sn 极的电极反应式为
Sn 极附近溶液的 pH
②C 中总反应离子方程式为
(4)如图是甲烷燃料电池原理示意图,回答下列问题:
①电池的负极是
② 电池工作一段时间后电解质溶液的 pH
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