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1 . 化学变化总是伴随着能量的变化。“铝热反应”是将单质铝与金属氧化物混合物反应获得金属单质的化学反应。在野外焊接钢轨时可利用此反应。实验室中可用如图装置实现:(1)写出该反应的化学方程式:_______ 。
(2)实验中能观察到的现象有(例举两点):_______ 。
(3)可表示铝与氧化铁反应的热效应的图是_______ 。
(2)实验中能观察到的现象有(例举两点):
(3)可表示铝与氧化铁反应的热效应的图是
A. B. C.
(4)工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等金属,其原因与下列无关的是A.铝还原性较强 | B.锰、钒熔点高 |
C.铝能形成多种合金 | D.反应放出大量热 |
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2 . “铝热反应”是将单质铝与金属氧化物混合物反应获得金属单质的化学反应。在野外焊接钢轨时可利用此反应。实验室中可用如下装置实现:
(1)写出该反应的化学方程式_______ 。
(2)实验中能观察到的现象有_______ 、_______ (例举两点)。
(3)可表示铝与氧化铁反应的热效应的图是
A .B. C.
(4)工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等金属,其原因与下列无关的是_______
(5)以下实验中属于放热反应的是_______
A. B. C.
(1)写出该反应的化学方程式
(2)实验中能观察到的现象有
(3)可表示铝与氧化铁反应的热效应的图是
A .B. C.
(4)工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等金属,其原因与下列无关的是_______
A.铝还原性较强 | B.锰、钒熔点高 | C.铝能形成多种合金 | D.反应放出大量热 |
(5)以下实验中属于放热反应的是
A. B. C.
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3 . (一)Na2O2是一种重要的物质,可用作漂白剂、消毒剂、氧化剂及供氧剂。某研究性学习小组在探究淡黄色Na2O2与H2O反应时物质变化与能量变化时,设计了如图所示的Ⅰ和Ⅱ两组实验装置。
Ⅰ.
Ⅱ.
请分析图中相关变化,并完成下列问题:
(1)①中Na2O2的电子式___________ ,其中正负离子个数比为___________ 。
(2)②中的大量气泡主要成分是___________ 。
(3)③中溶液变红,说明反应混合液呈___________。
(4)写出 Na2O2与H2O反应的化学方程式___________ 。
(5)根据④和⑤中的现象分析,对反应过程的推测合理的是___________。
(二)在Ⅱ中把小试管套在带支管的试管内,在小试管里加入1g淡黄色Na2O2。在U形管内加入少量红墨水。打开T形管螺旋夹,使U形管内两边的液面处于同一水平面。再夹紧螺旋夹,把水滴入小试管内,可观察到U形管右侧的液面立即下降,左侧的液面上升。
(6)由此推知,Na2O2与H2O反应过程中,能量转化形式为___________ 。
(7)可以用来表示Na2O2与H2O反应的图像是___________。
(8)从化学反应过程中旧键断裂和新键形成角度,分析Ⅱ中“U形管右侧的液面立即下降,左侧的液面上升”的原因:___________ 。
(9)分析 Na2O2与H2O反应时的物质转化关系,试推测16gCH4完全燃烧的产物通入足量的Na2O2中,Na2O2增重应为___________ 。
Ⅰ.
Ⅱ.
请分析图中相关变化,并完成下列问题:
(1)①中Na2O2的电子式
(2)②中的大量气泡主要成分是
(3)③中溶液变红,说明反应混合液呈___________。
A.酸性 | B.碱性 | C.中性 | D.不确定 |
(4)写出 Na2O2与H2O反应的化学方程式
(5)根据④和⑤中的现象分析,对反应过程的推测合理的是___________。
A.反应过程中可能生成了一种中间过渡产物H2O2 |
B.④→⑤发生的反应肯定属于氧化还原反应 |
C.MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度 |
D.⑤红色褪去说明溶液碱性减弱,反滴入NaOH溶液红色再现 |
(二)在Ⅱ中把小试管套在带支管的试管内,在小试管里加入1g淡黄色Na2O2。在U形管内加入少量红墨水。打开T形管螺旋夹,使U形管内两边的液面处于同一水平面。再夹紧螺旋夹,把水滴入小试管内,可观察到U形管右侧的液面立即下降,左侧的液面上升。
(6)由此推知,Na2O2与H2O反应过程中,能量转化形式为
(7)可以用来表示Na2O2与H2O反应的图像是___________。
A. | B. |
C. | D. |
(8)从化学反应过程中旧键断裂和新键形成角度,分析Ⅱ中“U形管右侧的液面立即下降,左侧的液面上升”的原因:
(9)分析 Na2O2与H2O反应时的物质转化关系,试推测16gCH4完全燃烧的产物通入足量的Na2O2中,Na2O2增重应为
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4 . 尿素是一种很好用的保湿成分,它存在于肌肤的角质层当中,属于肌肤天然保湿因子NMF的主要成分。工业上以氨气和二氧化碳为原料合成尿素,反应分为如下两步:
反应①
反应②
(1)下列反应与反应②的热效应相同的是___________。
(2)下图能表示上述两步反应能量变化的是___________。
(3)恒温恒容时,将2mol 和1mol 充入2L反应器中合成尿素,经10min测得反应器内气体压强变为起始的80%(已知此时尿素为固态。水为液态),则从反应开始至10min时,的平均反应速率___________ (写出计算过程)。
(4)若将2mol 和1mol 充入一容积可变的容器中进行,初始体积固定为V,10min后达到平衡时,随时间变化如图所示:
20min时压缩容器,使体积变为0.5V并保持不变,30min时达到新平衡,请在图中大致画出20min~40min内随时间t变化的曲线___________ 。
(5)实际生产中,为节约成本并提高反应②的生产效率,尿素合成工厂通常将反应②的发生场所设置在反应①的发生场所附近,请说明理由:___________ 。
反应①
反应②
(1)下列反应与反应②的热效应相同的是___________。
A.木炭与高温水蒸气反应 | B.镁条与稀盐酸反应 |
C.小苏打与柠檬酸钠反应 | D.氢气与氯气反应 |
(2)下图能表示上述两步反应能量变化的是___________。
A. | B. | C. | D. |
(3)恒温恒容时,将2mol 和1mol 充入2L反应器中合成尿素,经10min测得反应器内气体压强变为起始的80%(已知此时尿素为固态。水为液态),则从反应开始至10min时,的平均反应速率
(4)若将2mol 和1mol 充入一容积可变的容器中进行,初始体积固定为V,10min后达到平衡时,随时间变化如图所示:
20min时压缩容器,使体积变为0.5V并保持不变,30min时达到新平衡,请在图中大致画出20min~40min内随时间t变化的曲线
(5)实际生产中,为节约成本并提高反应②的生产效率,尿素合成工厂通常将反应②的发生场所设置在反应①的发生场所附近,请说明理由:
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5 . I.铁触媒催化合成氨经历下图所示①~⑥步基元反应(从状态I至状态VII):(1)催化反应往往经过物质“吸附”在催化剂表面和“脱附”过程。其中,“吸附”过程是上图中的第___________ 步基元反应,“脱附”过程是___________ (填“吸热”或“放热”)过程。
(2)根据上图计算合成氨反应的焓变:___________ 。
(3)上述反应的___________0(填“>”、“<”或“=”)。
(4)已知:。合成氨反应能自发进行的温度是___________。
Ⅱ.为模拟上述工业合成氨的过程,向体积恒为2L的密闭容器(温度恒为T℃)中充入1mol N2和3mol H2发生上述反应,测得N2的体积分数(N2)随时间(t)的变化如下表所示:
(5)40min时,N2的物质的量浓度是___________ (保留三位有效数字)。
(6)0~40min内,用H2表示该反应的平均速率为___________ 。
(7)用%表示N2的平衡转化率,则关于上述平衡体系的下列判断正确的是___________。
(8)T℃时,按下表数据向另一2L恒容容器中投料。则该时刻(N2)___________ (N2)(选填“>”、“<”或“=”)。
(2)根据上图计算合成氨反应的焓变:
(3)上述反应的___________0(填“>”、“<”或“=”)。
A.> | B.< | C.= | D.无法判断 |
(4)已知:。合成氨反应能自发进行的温度是___________。
A.25℃ | B.125℃ | C.225℃ | D.325℃ |
Ⅱ.为模拟上述工业合成氨的过程,向体积恒为2L的密闭容器(温度恒为T℃)中充入1mol N2和3mol H2发生上述反应,测得N2的体积分数(N2)随时间(t)的变化如下表所示:
t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
(N2) | 0.250 | 0.225 | 0.210 | 0.203 | 0.200 | 0.200 |
(5)40min时,N2的物质的量浓度是
(6)0~40min内,用H2表示该反应的平均速率为
(7)用%表示N2的平衡转化率,则关于上述平衡体系的下列判断正确的是___________。
A.若向恒温恒容的平衡体系中充入N2,则%一定增大 |
B.若向恒温恒压的平衡体系中充入He,则K一定减小 |
C.若K减小,则温度一定升高 |
D.若%减小,则K一定减小 |
(8)T℃时,按下表数据向另一2L恒容容器中投料。则该时刻(N2)
物质 | 物质的量/mol |
N2 | 4 |
H2 | 10 |
NH3 | 6 |
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6 . Ⅰ.CO2催化加氢可以生成低碳有机物,有以下反应:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ:
(1)分子中化学键类型为___________ 。 分子的空间填充模型为___________ 。
A. B.
(2)已知反应Ⅰ是放热反应,能正确表示该反应的图示是___________ 。
A. B.
Ⅱ.在密闭容器中,充入和,在催化剂、200℃条件下,发生反应Ⅰ,部分反应物和产物随时间变化如图所示:
(3)末,以 的浓度变化表示反应的平均速率为___________ 。
(4)下列措施中能增大反应速率且利于平衡正向移动的是___________。
(5)下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是___________ 。
A.单位时间内消耗,同时生成
B.密闭容器中不发生变化
C.浓度之比为的状态
(6)储氢材料纳米碳管是空心管状的纳米级晶体,它有力地推动了氢氧燃料电池的开发。关于碳纳米管材料,下列说法错误的是___________ 。
A.与是同素异形体
B.表面积大,吸附能力强
C.和氢氧化铁胶体属于同种分散系
(7)某学生用铁棒、铜罐等材料设计了如图简易电池装置。
①该装置将___________ 能转化为___________ 能
A.电 B.化学
②___________ 发生氧化反应
A.铁棒 B.铜罐
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ:
(1)分子中化学键类型为
A. B.
(2)已知反应Ⅰ是放热反应,能正确表示该反应的图示是
A. B.
Ⅱ.在密闭容器中,充入和,在催化剂、200℃条件下,发生反应Ⅰ,部分反应物和产物随时间变化如图所示:
(3)末,以 的浓度变化表示反应的平均速率为
(4)下列措施中能增大反应速率且利于平衡正向移动的是___________。
A.升高反应温度 | B.将与反应混合物分离 |
C.使用高效催化剂 | D.增大浓度 |
(5)下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是
A.单位时间内消耗,同时生成
B.密闭容器中不发生变化
C.浓度之比为的状态
(6)储氢材料纳米碳管是空心管状的纳米级晶体,它有力地推动了氢氧燃料电池的开发。关于碳纳米管材料,下列说法错误的是
A.与是同素异形体
B.表面积大,吸附能力强
C.和氢氧化铁胶体属于同种分散系
(7)某学生用铁棒、铜罐等材料设计了如图简易电池装置。
①该装置将
A.电 B.化学
②
A.铁棒 B.铜罐
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7 . 氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,被誉为“21世纪终极能源”,也是在碳达峰、碳中和的大背景下,加速开发利用的一种能源。
(1)内能是指系统内物质能量的总和,下列说法正确的是_____
(2)下列关于氢能的说法不正确的是_____
(3)氢气在氧气中完全燃烧,放出的热量,下列热化学方程式书写正确的是_____
(4)热化学硫碘循环分解水是一种有发展前景的制氢方法之一,其反应过程如下图所示:
已知,反应Ⅱ:
组成:反应①;反应②分解。
①从能量的角度分析,该过程实现了___________ 到___________ 的转化。
②和对总反应起到了___________ 作用。
③在热化学硫碘循环分解水的总反应中,反应物的总能量___________ (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物总能量。
④写出反应②的热化学方程式:___________ 。
⑤反应Ⅲ:,已知键能为,键能为,则键能为___________ 。若分解过程中得到,则该反应的焓变___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)
(1)内能是指系统内物质能量的总和,下列说法正确的是_____
A.系统的内能可以通过实验测得 |
B.当系统内物质的聚集状态发生改变时,内能也随之改变 |
C.系统内发生化学反应时,若温度不变,内能的变化就是焓变 |
D.内能与系统内物质的数量无关 |
(2)下列关于氢能的说法不正确的是_____
A.氢能属于二次能源 | B.氢能属于不可再生能源 |
C.氢能属于新能源 | D.氢能属于清洁能源 |
(3)氢气在氧气中完全燃烧,放出的热量,下列热化学方程式书写正确的是_____
A. |
B. |
C. |
D. |
(4)热化学硫碘循环分解水是一种有发展前景的制氢方法之一,其反应过程如下图所示:
已知,反应Ⅱ:
组成:反应①;反应②分解。
①从能量的角度分析,该过程实现了
②和对总反应起到了
③在热化学硫碘循环分解水的总反应中,反应物的总能量
④写出反应②的热化学方程式:
⑤反应Ⅲ:,已知键能为,键能为,则键能为
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8 . 合理地利用自然资源,防止环境的污染和破坏,以求自然环境同人文环境、经济环境共同平衡可持续发展,扩大有用资源的再生产,保证社会的发展。
(1)以下反应可有效降低汽车尾气污染物的排放,其反应热。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段,反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是______。
模拟工业上回收“分银渣”中的银,过程如下:
Ⅰ中反应:(杂质不反应)
(2)过程Ⅰ中,向溶液中加入分银渣,10分钟后,固体质量减少了,则反应速率______ 。(忽略溶液体积变化)
(3)其他条件不变,反应I在敞口容器中进行,若反应时间过长反而银的产率降低,银产率降低的可能原因是______ (结合离子方程式解释)。
不同时,浸出液中的浓度与含硫微粒总浓度的关系如下图所示。
(4)溶液中微粒浓度的关系正确的是______。
(5)将亚硫酸钠溶液酸化至,此时溶液中______。
(6)时,解释浓度随含硫微粒总浓度变化趋势的原因______ 。时,浓度随含硫微粒总浓度的变化与时不同,可能的原因是______ 。
(7)将Ⅱ中反应的离子方程式补充完整______ 。
(8)Ⅲ中回收液可直接循环使用,但循环多次后,银浸出率降低。从回收液离子浓度变化和平衡移动的角度分析原因:______ 。
(1)以下反应可有效降低汽车尾气污染物的排放,其反应热。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段,反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是______。
A. |
B.三个基元反应中只有③是放热反应 |
C.该化学反应的速率主要由反应②决定 |
D.该过程的总反应为 |
模拟工业上回收“分银渣”中的银,过程如下:
Ⅰ中反应:(杂质不反应)
(2)过程Ⅰ中,向溶液中加入分银渣,10分钟后,固体质量减少了,则反应速率
(3)其他条件不变,反应I在敞口容器中进行,若反应时间过长反而银的产率降低,银产率降低的可能原因是
不同时,浸出液中的浓度与含硫微粒总浓度的关系如下图所示。
(4)溶液中微粒浓度的关系正确的是______。
A. |
B. |
C. |
D. |
(5)将亚硫酸钠溶液酸化至,此时溶液中______。
A.大于 | B.等于 | C.小于 | D.无法确定 |
(6)时,解释浓度随含硫微粒总浓度变化趋势的原因
(7)将Ⅱ中反应的离子方程式补充完整
(8)Ⅲ中回收液可直接循环使用,但循环多次后,银浸出率降低。从回收液离子浓度变化和平衡移动的角度分析原因:
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9 . 能源是现代社会发展的三大支柱之一,化学在提高能源的利用率和开发新能源中起到了重要的作用。
(1)下列过程的能量变化与图相符的是_______。
(2)工业上冶炼铝时,电解熔融A2O3而不电解熔融AlCl3的原因是_______ 。
(3)下列装置中能够实现化学能转化为电能的是_______ 。
(4)某化学兴趣小组利用反应,设计了下图所示的原电池装置。
①b电极为_______ 极,a电极的电极反应式为_______ 。
②若电路中有0.4mol电子通过时,溶液质量增加_______ g。
(5)科学家发明了一种以熔融碳酸盐为离子导体的新型燃料电池,工作原理如下图所示。电池工作时,外电路上电子移动的方向应从电极_______ (填A或B)流向用电器。内电路中正离子向电极_______ (填A或B)移动。
(1)下列过程的能量变化与图相符的是_______。
A.铝热反应 | B.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应 |
C.铁在氯气中燃烧 | D.碳酸氢钠溶液与柠檬酸反应 |
(2)工业上冶炼铝时,电解熔融A2O3而不电解熔融AlCl3的原因是
(3)下列装置中能够实现化学能转化为电能的是
(4)某化学兴趣小组利用反应,设计了下图所示的原电池装置。
①b电极为
②若电路中有0.4mol电子通过时,溶液质量增加
(5)科学家发明了一种以熔融碳酸盐为离子导体的新型燃料电池,工作原理如下图所示。电池工作时,外电路上电子移动的方向应从电极
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10 . 在能源绿色低碳转型行动中,天然气发挥着重要作用。管道天然气实行“应改尽改、能改全改”,预计到2025年,管道天然气普及率达到95%以上。
(1)天然气的主要成分是_______ (写电子式),该分子的空间构型是_______ 。
(2)将液化石油气(主要成分为C3H8)灶改用天然气为燃料,若进气口保持不变,则需要_______ (填“调小”或“调大”)风门。
(3)CH4在光照条件下与Cl2反应,可得到各种氯代甲烷。某小组同学查阅文献可知,CH4与Cl2反应的机理为自由基(带有单电子的原子或原子团,如·Cl、·CH3)反应,包括以下几步:
I.
Ⅱ.链传递:,,……
Ⅲ.链终止:,……
为探究光照对与反应的影响,实验如下。
①由B和D得出的结论是_______ 。
②根据上述机理,解释C中几乎没有氯代甲烷的原因_______ 。
③早期的有机化合物结构理论认为,有机化合物的分子结构都是平面形的,按照这种理论丙烷_______ (填“有”或“没有”)同分异构体。
(4)丙烷氯代反应中链传递的一步反应能量变化如下。
推知断裂中1molC—H比断裂—CH2—中1molC—H所需能量_______ (填“大”或“小”)。
(1)天然气的主要成分是
(2)将液化石油气(主要成分为C3H8)灶改用天然气为燃料,若进气口保持不变,则需要
(3)CH4在光照条件下与Cl2反应,可得到各种氯代甲烷。某小组同学查阅文献可知,CH4与Cl2反应的机理为自由基(带有单电子的原子或原子团,如·Cl、·CH3)反应,包括以下几步:
I.
Ⅱ.链传递:,,……
Ⅲ.链终止:,……
为探究光照对与反应的影响,实验如下。
编号 | 操作 | 结果 |
A | 将Cl2与CH4混合后,光照 | 得到氯代甲烷 |
B | 将Cl2先用光照,然后迅速在黑暗中与CH4混合 | 得到氯代甲烷 |
C | 将Cl2先用光照,然后在黑暗中放置一段时间,再与CH4混合 | 几乎无氯代甲烷 |
D | 将CH4先用光照,然后迅速在黑暗中与Cl2混合 | 几乎无氯代甲烷 |
②根据上述机理,解释C中几乎没有氯代甲烷的原因
③早期的有机化合物结构理论认为,有机化合物的分子结构都是平面形的,按照这种理论丙烷
(4)丙烷氯代反应中链传递的一步反应能量变化如下。
推知断裂中1molC—H比断裂—CH2—中1molC—H所需能量
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