第六章 化学反应与能量（能力提升实卷）-2024-2025学年下学期高一化学同步分层练习(新教材人教版必修第二册)

第6章 化学反应与能量变化 能力提升卷 一、单选题 1．人类对能源的利用正在向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是( ) A.太阳能、风能均属于可再生能源 B.铝—空气海洋电池将化学能转化为电能 C.燃料电池将热能转化为电能 D.太阳能光解水可制氢 1．答案：C 解析：A.可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源。太阳能来自太阳内部持续的核聚变反应，其能量来源几乎是无限的，不会因人类的使用而枯竭；风能因地球表面受热不均，导致大气压力差，使得空气流动而产生，风能也是取之不尽、用之不竭的能源，所以太阳能、风能均属于可再生能源，A正确； B.铝—空气海洋电池属于原电池，通过发生氧化还原反应产生电能，即将化学能转化为电能，B正确； C.燃料电池通过发生电化学反应将化学能直接转化为电能，C错误； D.太阳能光解水制氢是一种利用太阳能将水分解为氢气和氧气的技术，即太阳能光解水可制氢，D正确； 故选C。 2．某实验小组设计如图装置探究化学能与电能的转化关系，下列说法正确的是( ) A.只有装置Ⅰ中电流表指针偏转 B.只有装置Ⅱ中电流表指针偏转 C.两个装置中电流表指针都发生偏转 D.两个装置中电流表指针都不发生偏转 2．答案：B 解析：A.装置Ⅰ不能形成原电池，电流表指针不发生偏转，A错误； B.装置Ⅱ构成原电池，电流表指针偏转，B正确； C.装置I没有形成闭合回路，不能形成原电池，电流表不发生偏转；装置II形成了原电池，有电流产生，电流表发生偏转，C错误； D.装置I没有形成闭合回路，不能形成原电池，电流表不发生偏转；装置II形成了原电池，有电流产生，电流表发生偏转，D错误； 答案选B。 3．物质a和物质b在图甲装置中发生反应，一段时间后，U形管内红墨水的液面高度如图乙所示，则物质a和物质b可能是( ) 选项 物质a 物质b A 水 生石灰 B 稀盐酸 固体 C 稀硫酸 锌粉 D 稀盐酸 小苏打 3．答案：D 解析：A.生石灰和水反应生成氢氧化钙，属于放热反应，故A不选； B.稀盐酸和氢氧化钠的反应生成氯化钠和水，属于放热反应，故B不选； C.锌粉与稀硫酸的反应生成氢气和硫酸锌，属于放热反应，故C不选； D.稀盐酸和碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，属于吸热反应，故D选； 故选：D。 4．已知反应：，400℃时该反应的化学平衡常数K=1。一定条件下，分别在甲、乙、丙3个恒容密闭容器中加入X和Y，反应体系中各物质的物质的量浓度的相关数据如表： 容器 温度/℃ 起始时物质的浓度/() 10分钟时物质的浓/() 甲 400 1 1 0.5 乙 1 1 0.4 丙 400 1 2 a 下列说法中，不正确的是( ) A.甲中，10分钟内X的化学反应速率： B.甲中，10分钟时反应已达到化学平衡状态 C.乙中，可能<400℃ D.丙中，a>0.5 4．答案：B 解析：B.在10分钟的时，由表格知生成的Z的浓度为0.5mol/L，则X、Y都反应掉了0.25mol/L，还剩余0.75mol/L，由此算出此时的浓度熵为，即反应正向进行，平衡正向移动，B错误； 故选B。 5．新型碱性氨-氧气燃料电池的装置示意图如图。下列说法不正确的是( ) A.该装置可将化学能转变为电能 B.工作时电流从电极b经导线流向电极a C.a极反应： D.该装置产物无污染，符合“绿色化学”思想 5．答案：C 解析：氨气失去电子，在负极通入，氧气得到电子，在正极通入，据此解答。 A.该装置是原电池，该装置可将化学能转变为电能，A正确； B.根据以上分析可知电极a是负极，电极b是正极，因此工作时电流从电极b经导线流向电极a，B正确； C.a极是负极，溶液显碱性，电极反应式为，C错误； D.生成物是氮气和水，该装置产物无污染，符合“绿色化学”思想，D正确； 答案选C。 6．Deacon催化氧化法可实现氯资源的再利用。本方法中，用CuO做催化剂，将工业副产物HCl制成，反应的化学方程式为：。下图所示为该法的一种催化机理。 下列说法不正确的是( ) A.催化剂能改变化学反应速率 B.Y为反应物，W为生成物 C.反应制得，需投入2molCuO D.图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应 6．答案：C 解析：A.催化剂可以改变反应活化能，即催化剂能改变化学反应速率，A正确； B.Y为反应物HCl，W为生成物，与分析一致，B正确； C.反应制得1mol，不需要投入2molCuO，因为CuO为催化剂在反应中可循环利用，C错误； D.图中转化涉及两个氧化还原反应，与分析一致，D正确； 故选C。 7．将一张滤纸剪成四等份，用铜片、锌片、发光二极管、导线在玻璃片上连接成如图所示的装置，在四张滤纸上滴入稀直至全部润湿。下列叙述正确的是( ) A.锌片上有气泡，铜片溶解 B.Zn都是负极，发生还原反应 C.电子都是从铜片经外电路流向锌片 D.该装置至少有两种形式的能量转换 7．答案：D 解析：A、锌为负极，铜为正极，正极上生成氢气，选项A错误； B.锌为负极，发生氧化反应，选项B错误； C.电子从锌极经外电路流向铜极，选项C错误； D.该装置存在电能、化学能与电能、光能的转化，选项D正确。 答案选D。 8．金属冶炼企业排放的工业废水中含有大量，可采用如图所示方法净化处理。下列有关说法错误的是( ) A.加入催化用量的CoPc就能实现净化处理 B.过程Ⅱ→Ⅳ中，均有S元素被氧化 C.上述两条路径中，处理相同的，消耗的氧化剂相同 D.过程Ⅰ→Ⅴ的总反应为 8．答案：D 解析：A.反应中CoPc为催化剂，总反应是与反应最终生成，A正确； B.II中生成，III中生成，IV中生成，S元素化合价均升高，被氧化，B正确； C.上述两种路径中氧化剂均为，氧化产物均为，处理相同的，消耗的氧化剂相同，C正确； D.过程Ⅰ→Ⅴ的总反应为，D错误； 答案选D。 9．在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密封隔板，两侧分别进行： 反应I：反应II： 如图-1所示；各物质的起始加入量为：、和HI均为，为，为2.0mol，设为。当x在一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于正中位置；反应II中与起始物质的量之比一定条件下，不同温度时转化率如图-2所示（图中虚线表示相同条件下的平衡转化率随温度的变化）。 下列说法不正确的是( ) A.欲使反应II起始时向正反应方向进行，x的最大取值应小于7.0 B.反应II正反应活化能小于逆反应的活化能 C.保持温度不变，时改变与起始物质的量的比值，的转化率可能从a点的值升至b点的值 D.在x分别为4.5和5.0这两种情况下，当反应达平衡时，的物质的量相等 9．答案：D 解析：A.反应I和II两部分温度、体积、压强相同，平衡时，两反应混合气体的总的物质的量相同，反应I反应前后气体体积不变，平衡后混合气体的总的物质的量为4.0×3=12.0mol，所以反应II平衡时混合气体的总的物质的量为12.0mol，设达平衡时的消耗量为amol，，6.5-a+x-2a+2.0+2a=12，且x-2a>0，即x=3.5+a，x>2a，解之得x<7，因此欲使反应II起始时向正反应方向进行，x的最大取值应小于7.0，A正确； B.图-2虚线表示相同条件下的平衡转化率随温度的变化，温度越高平衡转化率越低，说明反应II是放热反应，因此反应II正反应活化能小于逆反应的活化能，B正确； C.保持温度不变，减小与起始物质的量的比值，的转化率增大，可以从a点的值升至b点的值，C正确； D.两种情况下，反应II到达平衡时反应混合物总的物质的量都为12mol，所以这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的，温度不同，反应达到平衡状态时物质的量也不同，D错误； 故选D。 10．催化还原氮氧化物是目前应用最广泛的烟气脱硝技术。用活化的作催化剂，将还原成的一种反应历程如图所示。下列说法正确的是( ) A.反应Ⅰ为决速步骤 B.增大浓度会影响催化剂对的吸附 C.整个历程中涉及极性键和非极性键的断裂和形成 D.消耗标准状况下11.2L时，整个过程转移2mol电子 10．答案：C 解析：A.慢反应是决速步骤，能垒最高，反应1是快速反应，A选项说法错误； B.根据图示可知，在反应过程中与催化剂发生强的化学吸附作用，而几乎不被催化剂吸附，故增大浓度不会影响催化剂对气体的吸附，B选项说法错误； C.整个历程中有O—H极性键的断裂和形成，非极性键的断裂和非极性键的形成，C选项说法正确； D.由反应历程图可知总反应的化学方程式为，消耗时转移12mol电子，则消耗0.5mol时转移6mol电子，D选项说法错误； 故选C。 11．化学电源在生活中有广泛的应用，各种电池的示意图如图，下列有关说法正确的是( ) A.甲：电流由锌片经导线流向铜片 B.乙：负极的电极反应式为 C.丙：锌筒作负极，发生氧化反应，使用一段时间锌筒会变薄 D.丁：使用一段时间后电解质溶液的酸性增强，导电能力增大 11．答案：C 解析：A.活泼金属做负极，所以Zn为负极，Cu为正极，电流由铜片经导线流向锌片，A错误； B.电解质溶液是KOH溶液，负极的电极反应式为，B错误； C.锌筒作负极，发生氧化反应，锌失电子生成，使用一段时间锌筒会变薄，C正确； D.铅蓄电池放电时，，使用一段时间后电解质溶液的酸性减弱，导电能力减弱，D错误； 故答案选C。 12．微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell，MFC)是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。某微生物燃料电池工作原理如图所示，下列说法不正确的是( ) A.在硫氧化菌作用下参加的反应为： B.若有机物是甲烷，该电池整个过程的总反应式为： C.若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电 D.若该电池外电路有0.4mol电子发生转移，则有通过质子交换膜 12．答案：D 解析：A.结合图可知在硫氧化菌作用下参加负极反应，电极反应式为，A正确； B.若有机物是甲烷，则反应物为甲烷和氧气，产物为二氧化碳和水，总反应为，B正确； C.若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则负极区持续失电子转化为，持续得电子转化为，正极氧气持续得电子，则电池可以持续供电，C正确； D.若该电池外电路有0.4mol电子发生转移，则电解质溶液中有0.4mol正电荷转移，因此有通过质子交换膜，D错误； 选D。 13．化学反应A+B→C(吸收能量)分两步进行：①A+B→X(吸收能量)，②X→C(放出能量)。下列示意图中表示总反应过程中能量变化的是( ) A. B. C. D. 13．答案：D 解析：A.化学反应A+B→C(吸收能量)的反应，说明反应物A、B的总能量比生成物C的总能量低，图示是反应物A、B的总能量比生成物C的总能量高，反应属于放热反应，与反应事实不吻合，A错误； B.化学反应A+B→C(吸收能量)的反应，说明反应物A、B的总能量比生成物C的总能量低，图示是反应物A、B的总能量比生成物C的总能量高，反应属于放热反应，与反应事实不吻合。反应分两步进行，第一步反应①A+B→X(吸收能量)，而图示A、B的总能量比中间产物X的能量高，反应是放热反应，也与反应事实不吻合，B错误； C.化学反应A+B→C(吸收能量)分两步进行：①A+B→X(吸收能量)，而图示显示的反应物A、B的总能量比中间产物X的总能量高，反应是放热反应，与题意不符合，C错误； D.放热反应说明反应物的总能量比生成物的能量高；吸热反应说明反应物的总能量比生成物的能量低。图像显示反应事实吻合，D正确； 答案选D。 14．乙二醛(OHCCHO)与氧气反应历程中所涉及的反应物()、过渡态中间体(图中TSl～TS7、IM1～IM3)及产物(OHCCOOH、HCOOH、HOOCCOOH)的相对能量如图所示： 下列说法错误的是( ) A.乙二醛氧化历程中涉及非极性键的断裂 B.乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸均为放热反应 C.乙二醛氧化历程中，若加入催化剂，能提高乙二醛的平衡转化率 D.乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为反应物→TS1 14．答案：C 解析：A.乙二醛氧化历程中，氧气中的非极性键的断裂，故A正确； B.由图可知，三个反应的生成物总能量低于反应物总能量，故为放热反应，故B正确； C.催化剂只改变反应的活化能，不改变平衡转化率，故C错误； D.控制反应步骤为反应活化能最高的一步，过渡态能量上升高则反应慢，乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为反应物→TS1，故D正确； 故选C。 二、填空题 15．氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。 (1)我国化学家模拟催化重整制，研究在合金和合金催化下。甲烷逐级脱氢的反应。不同催化剂的甲烷脱氢反应历程与相对能量关系如图所示 (*表示吸附在催化剂表面的物质，吸附过程产生的能量称为吸附能)。 ①使用合金作为催化剂的历程中决速步是形成过渡态___________(填“1”或“2”或“3”或“4”) ②脱氢反应阶段应选择合金还是合金作为催化剂，原因是___________。 (2)水合肼在储氢领域有广阔的应用前景 ①肼分解制氢的主要反应为：，肼的理论储氢密度，测得肼实际分解时产生的气体中含，肼实际储氢密度小于理论值的原因是___________。 ②水合肼制氢过程中涉及肼在催化剂表面分解，如图所示。已知：催化剂表面存在和两种活性位点，两种活性位点分别带不同电性的电荷。键、键的键能分别是。肼在该催化剂表面反应断裂的化学键不是键，而是键，原因是___________。 ③在一定量的催化剂存在下，不同浓度的分解时，测得随时间的变化如下图所示。当浓度从增加到时，反应速率加快；从增加到时，反应速率几乎不变。其原因是___________。 (3)，利用与的相互转化实现的储存与释放，其释放的一种机理及该过程中使用的复合催化剂的结构及各部分所带电荷如图所示。 ①根据元素电负性的变化规律，步骤Ⅱ、Ⅲ可以描述为___________。 ②若是参加的释氢反应，写出释氢反应的离子方程式：___________。 15．答案：(1)2；合金作催化剂时，反应历程中的活化能都较小，反应速率较快，催化效果更好 (2)肼实际分解时产生的气体中含，肼中氢元素没有完全转化为氢气，造成肼实际储氢密度小于理论值，反应方程式为或；N-N为非极性键，N-H键极性较强，N、H分别与催化剂表面原子形成作用力，削弱了N与H之间的作用力；浓度时，催化剂表面仅部分活性位点吸附了，浓度增大至时，有更多活性位点吸附，故浓度从增大至时反应速率加快，浓度达时，催化剂表面的活性位点几乎全部吸附了，浓度增大至1.0mol/L时，吸附的几乎不变，故浓度从增大至1.0mol/L时反应速率几乎不变 (3)水中带负电的氧与甲酸根中带正电的碳结合；甲酸根中碳氧π键断裂后带负电的氧与催化剂中带正电的成键，产物中带正电的H吸附于催化剂中带负电的Pd上，1个氢氧键断裂后带正电的氢与催化剂表面带负电的Pd成键； 解析：（1）①活化能越高，反应速率越慢，决速步为慢反应，使用合金作为催化剂的历程中，形成过渡态2的活化能最高，决速步是形成过渡态2。 ②根据图示，使用合金作催化剂时，反应历程中的活化能都较小，反应速率较快，所以催化效果更好。 （2）①根据题意，肼实际分解时产生的气体中含，肼中氢元素没有完全转化为氢气，造成肼实际储氢密度小于理论值，反应方程式为或。 ②催化剂表面存在和两种活性位点，两种活性位点分别带不同电性的电荷，N-N为非极性键，N-H键极性较强，N、H分别与催化剂表面原子形成作用力，削弱了N与H之间的作用力，所以肼在该催化剂表面反应断裂的化学键不是键，而是键。 ③催化剂的量保持不变，浓度时，催化剂表面仅部分活性位点吸附了，浓度增大至时，有更多活性位点吸附，故浓度从增大至时反应速率加快，浓度达时，催化剂表面的活性位点几乎全部吸附了，浓度增大至1.0mol/L时，吸附的几乎不变，故浓度从增大至1.0mol/L时反应速率几乎不变。 （3）①根据图示，水中带负电的氧与甲酸根中带正电的碳结合；甲酸根中碳氧π键断裂后带负电的氧与催化剂中带正电的成键，产物中带正电的H吸附于催化剂中带负电的Pd上，1个氢氧键断裂后带正电的氢与催化剂表面带负电的Pd成键。 ②根据图示，水分子中的1个H原子和中的H结合生成氢气，若是参加的释氢反应，释氢反应的离子方程式为。 16．以CO、为原料进行资源化利用，对于环境、能源均具有重要意义。已知存在如下反应： Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. Ⅳ. 回答下列问题： (1)已知某反应的平衡常数表达式为，则该反应的热化学方程式为________。 (2)向一容积为2L的恒容密闭容器中通入和，一定温度下发生反应Ⅰ.起始总压为pPa，20min时达到化学平衡状态，测得的物质的量分数为12.5%。 ①平衡时总压为________Pa。 ②0~20min内，用表示的平均反应速率________，的平衡浓度________ (3)在一定条件下发生反应Ⅰ、Ⅲ(过量)，若反应Ⅰ中的转化率为90%，Ⅲ中的转化率为40%，则的产率为________. (4)工业上，以一定比例混合的与的混合气体以一定流速分别通过填充有催化剂a、催化剂b的反应器，发生反应Ⅰ.转化率与温度的关系如图1所示。在催化剂b作用下，温度高于时，转化率下降的原因可能是________。 (5)在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时CO、分别为1mol、2mol时，发生反应Ⅳ，平衡后混合物中的体积分数()如图2所示。 ①其中，、和由大到小的顺序是________。 ②若在250℃、的条件下，反应达到平衡，则该反应的平衡常数________(分压总压物质的量分数)。 16．答案：(1) (2)；0.01；0.9 (3)54% (4)催化剂的活性降低 (5)； 解析：(1)某反应的平衡常数表达式为，可得方程式，根据盖斯定律Ⅰ×2+Ⅲ可得该反应，则该反应的热化学方程式为。 (2)向一容积为2L的恒容密闭容器中通入和，一定温度下发生反应，起始总压为pPa，20min时达到化学平衡状态，测得的物质的量分数为12.5%，列出三段式： ①，得，平衡时总压为。 ②0~20min内，用表示的平均反应速率，的平衡浓度 (3)在一定条件下发生反应Ⅰ、Ⅲ(过量)，若反应Ⅰ中的转化率为90%，Ⅲ中的转化率为40%，列出三段式： 则的产率为。 (4)催化剂在特定温度下催化能力最强，在催化剂b作用下，温度高于时，转化率下降的原因可能是催化剂的活性降低。 (5)①该反应为体积减小的反应，压强增大，平衡正向移动，甲醇的体积分数增大，结合图像，、和由大到小的顺序是。 ②若在250℃、的条件下，反应达到平衡，列出三段式： ，解得，分压分别为、、，则该反应的平衡常数。 17．氢能是一种重要的绿色能源，在实现“碳中和”与“碳达峰”目标中起到重要作用。乙醇与水催化重整制氢发生以下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 已知相关键能数据如下表： 化学键 键能/ 436 464.4 a 1072 （1）_____，反应Ⅰ自发进行的条件是_____（填序号）。 A.高压 B.低压 C.高温 D.低温 （2）向某恒容密闭容器中充入和，起始压强为，若仅发生上述反应，平衡时和的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图所示[已知：的选择性]。 ①表示的选择性的是曲线_____（填“a”或“b”或“c”）。 ②反应Ⅱ的平衡常数：_____（填“>”“=”或“<”）。 ③下列能提高平衡时乙醇转化率的措施有_____（填序号）。 A.适当减小压强 B.选用高效催化剂 C.增大的投料 D.适当升高温度 ④设为相对压力平衡常数，即在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压（单位为）除以。时，反应Ⅰ的相对压力平衡常数为_____（保留到小数点后一位）。 （3）研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示。 ①硝酸的作用有增强溶液导电性、_____。 ②电池工作时正极区溶液的_____（填“增大”“减小”或“不变”，忽略溶液的体积变化）。 ③外电路通过电子，体系中水增多_____。 17．答案：（1）803；C （2）c；>；AD；2.3 （3）催化剂；不变；0.25 解析：略 18．Haber法是工业上常使用的合成氨技术，对该技术的改进一直是科学家探索的重要课题，其反应原理为：。回答下列问题： （1）已知： 1molN―H键断裂吸收的能量等于_______kJ（保留一位小数），合成氨反应在常温（T=298K）下_______（填“能”或“不能”）自发进行。 （2）将1.00mol和3.00mol充入到容积为3L的恒容密闭容器中模拟反应，测得数据如下图所示。 ①图甲中反应达到平衡时的平均反应速率_______。 ②图乙的平衡体系中A、B、C三点的平衡常数、、间的大小关系是_______。 （3）针对反应速率与平衡产率之间的矛盾，我国科学家研究发现采用M-LiH（M表示金属）复合催化剂能在较低的温度下合成，可有效缓解这一矛盾。300℃时，实验测得不同催化剂反应速率（用单位时间内每克催化剂所获得的的物质的量表示）如图所示： ①无LiH，催化效率最高的金属是_______。 ②有LiH，反应速率明显增大。文献报道了M―LiH可能的催化历程经如下三步完成。 第ⅰ步：（在M表面解离） 第ⅱ步： 第ⅲ步：_______。 （4）工业上需考虑多种因素提高合成氨产率，其措施有：加入合适的催化剂、调控适宜温度、_______、_______。 18．答案：（1）391.0；能 （2）0.075mol/（L·min）； （3）Fe； （4）液化分离；加压 解析：（1）由反应热和反应物的键能之和与生成物的键能之和的差值相等可得：，解得E（N—H）=391.0kJ/mol，则1molN―H键断裂吸收的能量为391.0kJ/mol×1mol=391.0kJ；由题给数据可知，常温条件下反应，则合成氨反应能自发进行，故答案为：391.0；能； （2）①由图可知，X表示氨气、Y表示氢气，10min反应达到平衡时，氨气的浓度为0.5mol/L，由方程式可知，10min内氢气的反应速率为=0.075mol/（L·min），故答案为：0.075mol/（L·min）； ②由图可知，A点反应温度低于300℃，B、C点反应温度为300℃，平衡常数为温度函数，温度不变，平衡常数不变，则B点平衡常数与C点相等，合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，则平衡常数的大小关系为，故答案为； （3）①由图可知，无氢化锂时，用铁做催化剂时，合成氨反应的化学反应速率最高，则催化效率最高的金属是铁，故答案为：Fe； ②由盖斯定律可知，反应ⅰ+2ⅱ+ⅲ得到合成氨反应，则反应ⅲ的方程式为，故答案为：； （4）合成氨反应是气体体积减小的放热反应，增大压强、降低温度、及时分离出氨气，都有利于平衡向正反应方向移动，提高氨气的产率，则综合多种因素，有利于提高合成氨产率的措施有加入合适的催化剂、调控适宜温度、液化分离氨气、加压，故答案为：液化分离；加压。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第6章 化学反应与能量变化 能力提升卷 一、单选题 1．人类对能源的利用正在向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是( ) A.太阳能、风能均属于可再生能源 B.铝—空气海洋电池将化学能转化为电能 C.燃料电池将热能转化为电能 D.太阳能光解水可制氢 2．某实验小组设计如图装置探究化学能与电能的转化关系，下列说法正确的是( ) A.只有装置Ⅰ中电流表指针偏转 B.只有装置Ⅱ中电流表指针偏转 C.两个装置中电流表指针都发生偏转 D.两个装置中电流表指针都不发生偏转 3．物质a和物质b在图甲装置中发生反应，一段时间后，U形管内红墨水的液面高度如图乙所示，则物质a和物质b可能是( ) 选项 物质a 物质b A 水 生石灰 B 稀盐酸 固体 C 稀硫酸 锌粉 D 稀盐酸 小苏打 4．已知反应：，400℃时该反应的化学平衡常数K=1。一定条件下，分别在甲、乙、丙3个恒容密闭容器中加入X和Y，反应体系中各物质的物质的量浓度的相关数据如表： 容器 温度/℃ 起始时物质的浓度/() 10分钟时物质的浓/() 甲 400 1 1 0.5 乙 1 1 0.4 丙 400 1 2 a 下列说法中，不正确的是( ) A.甲中，10分钟内X的化学反应速率： B.甲中，10分钟时反应已达到化学平衡状态 C.乙中，可能<400℃ D.丙中，a>0.5 5．新型碱性氨-氧气燃料电池的装置示意图如图。下列说法不正确的是( ) A.该装置可将化学能转变为电能 B.工作时电流从电极b经导线流向电极a C.a极反应： D.该装置产物无污染，符合“绿色化学”思想 6．Deacon催化氧化法可实现氯资源的再利用。本方法中，用CuO做催化剂，将工业副产物HCl制成，反应的化学方程式为：。下图所示为该法的一种催化机理。 下列说法不正确的是( ) A.催化剂能改变化学反应速率 B.Y为反应物，W为生成物 C.反应制得，需投入2molCuO D.图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应 7．将一张滤纸剪成四等份，用铜片、锌片、发光二极管、导线在玻璃片上连接成如图所示的装置，在四张滤纸上滴入稀直至全部润湿。下列叙述正确的是( ) A.锌片上有气泡，铜片溶解 B.Zn都是负极，发生还原反应 C.电子都是从铜片经外电路流向锌片 D.该装置至少有两种形式的能量转换 8．金属冶炼企业排放的工业废水中含有大量，可采用如图所示方法净化处理。下列有关说法错误的是( ) A.加入催化用量的CoPc就能实现净化处理 B.过程Ⅱ→Ⅳ中，均有S元素被氧化 C.上述两条路径中，处理相同的，消耗的氧化剂相同 D.过程Ⅰ→Ⅴ的总反应为 9．在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密封隔板，两侧分别进行： 反应I：反应II： 如图-1所示；各物质的起始加入量为：、和HI均为，为，为2.0mol，设为。当x在一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于正中位置；反应II中与起始物质的量之比一定条件下，不同温度时转化率如图-2所示（图中虚线表示相同条件下的平衡转化率随温度的变化）。 下列说法不正确的是( ) A.欲使反应II起始时向正反应方向进行，x的最大取值应小于7.0 B.反应II正反应活化能小于逆反应的活化能 C.保持温度不变，时改变与起始物质的量的比值，的转化率可能从a点的值升至b点的值 D.在x分别为4.5和5.0这两种情况下，当反应达平衡时，的物质的量相等 10．催化还原氮氧化物是目前应用最广泛的烟气脱硝技术。用活化的作催化剂，将还原成的一种反应历程如图所示。下列说法正确的是( ) A.反应Ⅰ为决速步骤 B.增大浓度会影响催化剂对的吸附 C.整个历程中涉及极性键和非极性键的断裂和形成 D.消耗标准状况下11.2L时，整个过程转移2mol电子 11．化学电源在生活中有广泛的应用，各种电池的示意图如图，下列有关说法正确的是( ) A.甲：电流由锌片经导线流向铜片 B.乙：负极的电极反应式为 C.丙：锌筒作负极，发生氧化反应，使用一段时间锌筒会变薄 D.丁：使用一段时间后电解质溶液的酸性增强，导电能力增大 12．微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell，MFC)是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。某微生物燃料电池工作原理如图所示，下列说法不正确的是( ) A.在硫氧化菌作用下参加的反应为： B.若有机物是甲烷，该电池整个过程的总反应式为： C.若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电 D.若该电池外电路有0.4mol电子发生转移，则有通过质子交换膜 13．化学反应A+B→C(吸收能量)分两步进行：①A+B→X(吸收能量)，②X→C(放出能量)。下列示意图中表示总反应过程中能量变化的是( ) A. B. C. D. 14．乙二醛(OHCCHO)与氧气反应历程中所涉及的反应物()、过渡态中间体(图中TSl～TS7、IM1～IM3)及产物(OHCCOOH、HCOOH、HOOCCOOH)的相对能量如图所示： 下列说法错误的是( ) A.乙二醛氧化历程中涉及非极性键的断裂 B.乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸均为放热反应 C.乙二醛氧化历程中，若加入催化剂，能提高乙二醛的平衡转化率 D.乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为反应物→TS1 二、填空题 15．氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。 (1)我国化学家模拟催化重整制，研究在合金和合金催化下。甲烷逐级脱氢的反应。不同催化剂的甲烷脱氢反应历程与相对能量关系如图所示 (*表示吸附在催化剂表面的物质，吸附过程产生的能量称为吸附能)。 ①使用合金作为催化剂的历程中决速步是形成过渡态___________(填“1”或“2”或“3”或“4”) ②脱氢反应阶段应选择合金还是合金作为催化剂，原因是___________。 (2)水合肼在储氢领域有广阔的应用前景 ①肼分解制氢的主要反应为：，肼的理论储氢密度，测得肼实际分解时产生的气体中含，肼实际储氢密度小于理论值的原因是___________。 ②水合肼制氢过程中涉及肼在催化剂表面分解，如图所示。已知：催化剂表面存在和两种活性位点，两种活性位点分别带不同电性的电荷。键、键的键能分别是。肼在该催化剂表面反应断裂的化学键不是键，而是键，原因是___________。 ③在一定量的催化剂存在下，不同浓度的分解时，测得随时间的变化如下图所示。当浓度从增加到时，反应速率加快；从增加到时，反应速率几乎不变。其原因是___________。 (3)，利用与的相互转化实现的储存与释放，其释放的一种机理及该过程中使用的复合催化剂的结构及各部分所带电荷如图所示。 ①根据元素电负性的变化规律，步骤Ⅱ、Ⅲ可以描述为___________。 ②若是参加的释氢反应，写出释氢反应的离子方程式：___________。 16．以CO、为原料进行资源化利用，对于环境、能源均具有重要意义。已知存在如下反应： Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. Ⅳ. 回答下列问题： (1)已知某反应的平衡常数表达式为，则该反应的热化学方程式为________。 (2)向一容积为2L的恒容密闭容器中通入和，一定温度下发生反应Ⅰ.起始总压为pPa，20min时达到化学平衡状态，测得的物质的量分数为12.5%。 ①平衡时总压为________Pa。 ②0~20min内，用表示的平均反应速率________，的平衡浓度________ (3)在一定条件下发生反应Ⅰ、Ⅲ(过量)，若反应Ⅰ中的转化率为90%，Ⅲ中的转化率为40%，则的产率为________. (4)工业上，以一定比例混合的与的混合气体以一定流速分别通过填充有催化剂a、催化剂b的反应器，发生反应Ⅰ.转化率与温度的关系如图1所示。在催化剂b作用下，温度高于时，转化率下降的原因可能是________。 (5)在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时CO、分别为1mol、2mol时，发生反应Ⅳ，平衡后混合物中的体积分数()如图2所示。 ①其中，、和由大到小的顺序是________。 ②若在250℃、的条件下，反应达到平衡，则该反应的平衡常数________(分压总压物质的量分数)。 17．氢能是一种重要的绿色能源，在实现“碳中和”与“碳达峰”目标中起到重要作用。乙醇与水催化重整制氢发生以下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 已知相关键能数据如下表： 化学键 键能/ 436 464.4 a 1072 （1）_____，反应Ⅰ自发进行的条件是_____（填序号）。 A.高压 B.低压 C.高温 D.低温 （2）向某恒容密闭容器中充入和，起始压强为，若仅发生上述反应，平衡时和的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图所示[已知：的选择性]。 ①表示的选择性的是曲线_____（填“a”或“b”或“c”）。 ②反应Ⅱ的平衡常数：_____（填“>”“=”或“<”）。 ③下列能提高平衡时乙醇转化率的措施有_____（填序号）。 A.适当减小压强 B.选用高效催化剂 C.增大的投料 D.适当升高温度 ④设为相对压力平衡常数，即在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压（单位为）除以。时，反应Ⅰ的相对压力平衡常数为_____（保留到小数点后一位）。 （3）研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示。 ①硝酸的作用有增强溶液导电性、_____。 ②电池工作时正极区溶液的_____（填“增大”“减小”或“不变”，忽略溶液的体积变化）。 ③外电路通过电子，体系中水增多_____。 18．Haber法是工业上常使用的合成氨技术，对该技术的改进一直是科学家探索的重要课题，其反应原理为：。回答下列问题： （1）已知： 1molN―H键断裂吸收的能量等于_______kJ（保留一位小数），合成氨反应在常温（T=298K）下_______（填“能”或“不能”）自发进行。 （2）将1.00mol和3.00mol充入到容积为3L的恒容密闭容器中模拟反应，测得数据如下图所示。 ①图甲中反应达到平衡时的平均反应速率_______。 ②图乙的平衡体系中A、B、C三点的平衡常数、、间的大小关系是_______。 （3）针对反应速率与平衡产率之间的矛盾，我国科学家研究发现采用M-LiH（M表示金属）复合催化剂能在较低的温度下合成，可有效缓解这一矛盾。300℃时，实验测得不同催化剂反应速率（用单位时间内每克催化剂所获得的的物质的量表示）如图所示： ①无LiH，催化效率最高的金属是_______。 ②有LiH，反应速率明显增大。文献报道了M―LiH可能的催化历程经如下三步完成。 第ⅰ步：（在M表面解离） 第ⅱ步： 第ⅲ步：_______。 （4）工业上需考虑多种因素提高合成氨产率，其措施有：加入合适的催化剂、调控适宜温度、_______、_______。 学科网（北京）股份有限公司 $$