单元检测八 化学反应与能量一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．下列叙述正确的是( )A．升高温度可降低活化能B．废电池需回收，主要是要利用电池外壳的金属材料C．乙醇和汽油都是可再生能源，应大力推广“乙醇汽油”D．推广使用太阳能、风能、地热能、氢能，有利于缓解温室效应2．中国化学家研究的一种新型复合催化剂[碳纳米点(CQDs)/氮化碳(C3N4)纳米复合物]可以利用太阳光实现高效分解水，其原理如图所示。下列说法正确的是( )A．C3N4中C的化合价为－4B．反应的两个阶段均为吸热过程C．阶段Ⅱ中，H2O2既是氧化剂，又是还原剂D．通过该反应，实现了化学能向太阳能的转化3．18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：＋OH－eq\o(,\s\up7(Ⅰ),\s\do5(Ⅱ))eq\o(,\s\up7(Ⅲ),\s\do5(Ⅳ))＋CH3O－能量变化如图所示。已知为快速平衡，下列说法正确的是( ).A．反应Ⅱ、Ⅲ为决速步B．反应结束后，溶液中存在18OH－C．反应结束后，溶液中存在CHeq\o\al(18,3)OHD．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变4．已知键能：H—H为akJ·mol－1，Br—Br为bkJ·mol－1，H—Br为ckJ·mol－1。一定温度下，反应Br(g)＋H2(g)HBr(g)＋H(g) ΔH的反应历程与能量的关系如图所示。下列叙述正确的是( )A．该反应的正反应是放热反应B．ΔH＝E1－E2，加入催化剂时，E1、E2及ΔH均减小C．已知a>c，若反应H2(g)＋Br2(g)2HBr(g) ΔH<0，则b>aD．升高温度，正、逆反应速率均加快，且正反应速率加快的程度较大5．二氧化碳甲烷化对缓解能源危机意义重大，二氧化碳在催化剂的作用下与氢气作用制备甲烷的反应机理如图所示。下列说法错误的是( )A．Ni和La2O3是该反应的催化剂B．H2→2H·的过程为放热过程C．催化剂不能改变该反应的总体热效应D．该反应的总反应方程式为4H2＋CO2eq\o(=====,\s\up7(催化剂))CH4＋2H2O6．铁碳微电解技术是利用原电池原理处理酸性污水的一种工艺，装置如图。若上端开口关闭，可得到强还原性的H(氢原子)；若上端开口打开，并鼓入空气，可得到强氧化性的·OH(羟基自由基)。下列说法错误的是( )A．无论是否鼓入空气，负极的电极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋B．不鼓入空气时，正极的电极反应式为H＋＋e－===HC．鼓入空气时，每生成1mol·OH有2mol电子发生转移D．处理含有草酸(H2C2O4)的污水时，上端开口应打开并鼓入空气7．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，下列说法正确的是( )A．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池中，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋B．由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池中，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池中，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OD．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池中，负极反应式为Al－3e－===Al3＋8．化学与生产、生活有着密切的关系，下列叙述正确的是( )A．钢铁发生析氢腐蚀时，H＋得电子释放出H2，钢铁被腐蚀B．钢铁发生吸氧腐蚀时，OH－失电子释放出O2，钢铁被腐蚀C．船底镶嵌锌块，锌发生还原反应而被消耗，以保护船体D．外加电源的正极连接在海水中的钢铁闸门上，可保护闸门9．1,3-丁二烯和2-丁炔分别与氢气反应的热化学方程式如下：①CH2==CH—CH==CH2(g)＋2H2(g)―→CH3CH2CH2CH3(g) ΔH＝－236.6kJ·mol－1②CH3—C≡C—CH3(g)＋2H2(g)―→CH3CH2CH2CH3(g) ΔH＝－272.7kJ·mol－1由此不能判断( )A．1,3-丁二烯和2-丁炔稳定性的相对大小B．1,3-丁二烯和2-丁炔分子储存能量的相对高低C．1,3-丁二烯和2-丁炔相互转化的热效应D．一个碳碳三键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小10．常温下，0.01mol·L－1MOH溶液的pH为10。已知：2MOH(aq)＋H2SO4(aq)===M2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH1＝－24.2kJ·mol－1；H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH2＝－57.3kJ·mol－1。则MOH在水溶液中电离的ΔH为( )A．＋33.1kJ·mol－1B．＋45.2kJ·mol－1C．－81.5kJ·mol－1D．－33.1kJ·mol－111．全钒氧化还原液流电池是一种新型绿色的二次电池，其工作原理如图所示。下列叙述正确的是( )A．电子由Y极流出，经质子交换膜到X极B．放电过程中，电解质溶液pH降低C．Y极反应式为V2＋－e－===V3＋D．每转移1mol电子，理论上有2molH＋由质子交换膜右侧向左侧迁移12．利用反应NO2＋NH3―→N2＋H2O(未配平)消除NO2的简易装置如图所示。下列说法不正确的是( )A．a电极反应式是2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2OB．消耗标准状况下4.48LNH3时，消除NO2的物质的量为0.15molC．若离子交换膜是阳离子交换膜，装置右室中溶液的碱性增强D．整个装置中NaOH的物质的量不断减少13．HBr被O2氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成：Ⅰ.HBr(g)＋O2(g)===HOOBr(g)Ⅱ.HOOBr(g)＋HBr(g)===2HOBr(g)Ⅲ.HOBr(g)＋HBr(g)===H2O(g)＋Br2(g)1molHBr(g)被氧化为Br2(g)放出12.67kJ热量，其能量与反应进程的关系如图所示：下列说法正确的是( )A．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为放热反应B．Ⅰ的反应速率最慢C．HOOBr(g)比HBr(g)和O2(g)稳定D．热化学方程式为4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g) ΔH＝－12.67kJ·mol－114．工业上，在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN－，装置如图所示，依次发生的反应有：①CN－－2e－＋2OH－===CNO－＋H2O②2Cl－－2e－===Cl2↑③3Cl2＋2CNO－＋8OH－===N2＋6Cl－＋2COeq\o\al(2－,3)＋4H2O下列说法正确的是( )A．铁电极上发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋B．通电过程中溶液pH不断增大C．除去1molCN－，外电路至少需转移5mol电子D．为了使电解池连续工作，需要不断补充NaCl15．中国是一个严重缺水的国家，污水治理越来越引起人们重视，可以通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚，其原理如图所示，下列说法不正确的是( )A．电流从A极沿导线经小灯泡流向B极B．B极为电池的阳极，电极反应式为CH3COO－－8e－＋4H2O===2HCOeq\o\al(－,3)＋9H＋C．当外电路中有0.2mole－转移时，通过质子交换膜的H＋的个数为0.2NAD．A极的电极反应式为＋2e－＋H＋===Cl－＋二、非选择题(本题包括5小题，共55分)16．(10分)金属铝有广泛的应用，有人对碳还原氧化铝制备铝进行了实验研究。在2.0L真空密闭容器中稍过量石墨与1.0molAl2O3混合后加热，图1是体系压强随着加热时间变化的曲线图，图2是在不同的恒定温度下，反应达到平衡，冷却后容器内剩余固体中部分含铝元素物质的物质的量随温度变化曲线图。已知：1.01×105Pa下Al的熔点为933K，沸点为2700K；10Pa下Al的沸点低于1000K，Al2O3和C的沸点高于2000K。反应Ⅰ：Al2O3(s)＋3C(s)2Al(s)＋3CO(g) ΔH1＝＋1339.1kJ·mol－1反应Ⅱ：2Al2O3(s)＋9C(s)Al4C3(s)＋6CO(g) ΔH2＝＋2249.5kJ·mol－1反应Ⅲ：Al2O3(s)＋Al4C3(s)6Al(s)＋3CO(g) ΔH3请回答下列问题：(1)工业上电解法冶炼铝的化学方程式为_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)ΔH3＝________。(3)图1中石墨与Al2O3混合物加热至150min时容器内温度约为__________。(4)从反应自发性推测，实验室进行碳还原氧化铝制备铝的实验需要在真空容器中进行，可能的原因是_______________________________________________________________________。(5)下列说法不正确的是________(填字母)。A．图1中约170min后体系压强很快减小可能是反应Ⅰ、Ⅱ急剧发生，吸收了大量的热，容器内温度降低，导致反应Ⅰ、Ⅱ平衡向逆方向移动B．图2显示约1650～1700K之间是石墨与Al2O3反应制备Al的最佳温度C．图2中T≥1700K时体系中一定还发生了其他副反应D．综合分析可得，碳还原氧化铝制备铝比电解法成本更低，产率更高，适合大规模应用17．(11分)氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。回答下列问题：(1)实验室可用如图所示装置合成氨。①亚硝酸钠与氯化铵反应的离子方程式为___________________________________________。②锥形瓶中盛有一定量水并滴加几滴酚酞试剂。反应一段时间后，锥形瓶中溶液变红，则气体X的成分为N2、水蒸气、____________和____________(填化学式)。(2)最近斯坦福大学研究人员发明了一种SUNCAT的锂循环系统，可持续合成氨，其原理如图所示。①图中反应Ⅱ属于____________________(填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。②反应Ⅲ中能量转化的方式是____________________(填“电能转变为化学能”或“化学能转变为电能”)。(3)液氨可用作制冷剂，液氨汽化时__________(填“释放”或“吸收”)能量；液氨泄漏遇明火会发生爆炸。已知部分化学键的键能数据如表所示：共价键N—HO==ON≡NO—H键能/(kJ·mol－1)391498946463则反应4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)的ΔH＝____________。18．(11分)碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活中主要的能源物质。请回答下列问题：(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下，ΔH＝＋88.6kJ·mol－1，则M、N相比，较稳定的是________。(2)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－726.5kJ·mol－1，CH3OH(l)＋eq\f(1,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－akJ·mol－1，则a______(填“>”“<”或“＝”)726.5。(3)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1molCl2参与反应时释放出145.0kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_____________________________________________。(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料：4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s) ΔH＝－1176.0kJ·mol－1，则反应过程中，每转移1mol电子放出的热量为_________