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专题六 化学反应与能量
[对应学生用书P205]
1.(2023·上海闵行区一模)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应消耗1 mol N2O吸热139 kJ
B.反应物的总键能小于生成物的总键能
C.加入催化剂,可以减少反应热,增大反应速率
D.相同条件下,反应物、生成物和过渡态中的物质,过渡态中的物质最稳定
B 解析:该反应中,反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量,为放热反应,则反应消耗1 mol N2O放热139 kJ,A错误;该反应是放热反应,则反应物的总键能小于生成物的总键能,B正确;加入催化剂,可以改变活化能,增大反应速率,但不能改变反应热,C错误;相同条件下,反应物、生成物和过渡态中的物质,过渡态的能量最高,过渡态最不稳定,D错误。
2.已知:Mn(s)+O2(g)===MnO2(s) ΔH1
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2
Mn(s)+S(s)+2O2(g)===MnSO4(s) ΔH3
下列表述正确的是( )
A.ΔH2>0
B.Mn+SO2===MnO2+S
ΔH=ΔH1-ΔH2
C.ΔH3>ΔH1
D.MnO2(s)+SO2(g)===MnSO4(s)
ΔH=ΔH3-ΔH2-ΔH1
D 解析:S(s)和O2(g)反应生成SO2(g)是放热反应,ΔH2<0,A错误;书写热化学方程式要注明物质的聚集状态,B错误;题目未指明反应中能量变化值,不能比较ΔH1、ΔH2的大小,C错误;将题给三个热化学方程式依次编号为①、②、③,根据盖斯定律,由③-①-②可得:MnO2(s)+SO2(g)===MnSO4(s),则有ΔH=ΔH3-ΔH1-ΔH2,D正确。
3.(2023·辽宁本溪一模)根据下图中的能量关系,可求得C—H的键能为( )
A.414 kJ/mol B.377 kJ/mol
C.235 kJ/mol D.197 kJ/mol
A 解析:据图可得热化学方程式:①C(s)===C(g) ΔH1=+717 kJ/mol
②2H2(g)===4H(g) ΔH2=+864 kJ/mol
③C(s)+2H2(g)===CH4(g) ΔH3=-75 kJ/mol
根据反应热与键能的关系,反应③的ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,则有-75 kJ/mol=+717 kJ/mol+(+864 kJ/mol)-4E(C—H),解得E(C—H)=414 kJ/mol。
4.(2023·安徽淮北一模)一种新型电池装置如图所示,下列叙述错误的是( )
A.镍钴电极反应:N2H4+4OH--4e-===N2↑+4H2O
B.Ⅱ 区的Na+通过a交换膜向 Ⅰ 区迁移,Cl-通过b交换膜向 Ⅲ 区迁移
C.该装置工作时总反应:N2H4+4OH-+4H+===N2↑+4H2O
D.该装置工作时还利用了中和能
C 解析:镍钴电极上N2H4被氧化生成N2,则该电极是负极,电极反应为N2H4+4OH--4e-===N2↑+4H2O,A正确;原电池中阳离子向正极迁移,阴离子向负极迁移, Ⅱ 区的Na+通过a交换膜向 Ⅰ 区迁移,Cl-通过b交换膜向 Ⅲ 区迁移,B正确;正、负极反应相加得到总反应,则该装置工作时总反应为N2H4+4H++4OH-===N2↑+2H2↑+4H2O,C错误;根据正、负极反应可知,该装置工作时还利用了中和能,D正确。
5.(2023·山东临沂一模)一种光照充电电池结构如图所示,充电时TiO2光辅助电极受光激发产生电子和空穴,空穴作用下NaI转化为NaI3。下列说法正确的是( )
A.充电过程中,光能最终转化为电能
B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C.放电时,电极M为正极,电极反应为S+6e-===4S2-
D.放电时电极室N增加2 mol离子,理论上外电路转移1 mol电子
D 解析:充电时TiO2光辅助电极受光激发产生电子和空穴,空穴作用下NaI转化为NaI3,则放电时电极N作正极;电极M充电时作阴极,放电时则作负极。充电过程中,光能最终转化为化学能,A错误; 充电效率与光照产生的空穴量有关,与电子量无关,B错误;放电时,电极M为负极,电极反应为4S2--6e-===S,C错误;放电时电极N作正极,电极反应为I+2e-===3I-,理论上当外电路转移1 mol电子,有1 mol Na+从电极室M移向电极室N,则电极室N共增加2 mol离子,D正确。
6.(2023·陕西安康一模)一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、ClO(x=1、2、3、4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列说法正确的是( )
A.这些离子中结合H+能力最强的是a
B.a、b、c、d、e五种粒子中c最稳定
C.c―→b+d的反应,反