第1章 化学反应与能量转化 同步练习（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第1章 化学反应与能量转化 同步练习
一、单选题
1．下列叙述正确的是（　　）
A．升高温度或加入催化剂，可以改变化学反应的反应热
B．化学反应中的能量变化都是以热量的形式体现
C．因为石墨变成金刚石吸热，所以石墨比金刚石稳定
D．凡吸热反应均需在加热条件下才能发生
2．关于化学反应与能量的说法正确的是（　　）
A．任何化学反应都伴随有能量变化
B．ΔH>0表示放热反应，ΔH<0表示吸热反应
C．化学键的断裂会放出能量
D．反应物总能量比生成物总能量高的反应是吸热反应
3．下列措施不能有效防止钢铁腐蚀的是（）
A．在钢铁中加入铬
B．把钢铁零件放在机油中保存
C．在较小钢铁制品的表面包裹塑料
D．在大型铁壳船表面喷涂油漆并铆上铜块
4．下列反应符合如图所示的反应是( )
A．金属钠与水的反应
B．氢气燃烧
C．浓硫酸的稀释
D．Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl 固体混合
5．某化学反应的能量变化如下图所示。下列有关叙述正确的是（　　）
A．该反应的反应热ΔH＝E2－E1
B．a、b分别对应有催化剂和无催化剂的能量变化
C．催化剂能降低反应的活化能
D．催化剂能改变反应的焓变
6．我国空间站将在2022年前后建成，为此，需要提前造好飞船，航天飞船可用腓(N2H4)做动力源，已知：1g液态肼和足量的液态过氧化氢反应生成N2和水蒸气时放出20.05kJ热量，化学方程式为：N2H4+2H2O2=N2↑+4H2O。下列说法中正确的是（　　）
A．该反应中过氧化氢做还原剂
B．肼(N2H4)分子中只存在极性共价键
C．该反应的反应物总能量高于生成物的总能量
D．该反应过程中断开旧化学键吸收的能量大于形成新化学键释放的能量
7．下列说法正确的是（　　）
A．精炼铜时，纯铜作阳极，粗铜作阴极
B．地下钢铁管道用导线连接铜块可以减缓管道的腐蚀
C．铅蓄电池正极电极方程式为：PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O
D．常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2LH2，转移电子的数目为6.02×1023
8．电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是（　　）
A．充电时，电池的总反应
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D．放电时，正极发生反应
9．已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的化学方程式分别为：C（石墨）+O2（g）=CO2（g），1moL C（石墨） 完全燃烧放热393.51kJ；C（金刚石）+O2（g）=CO2（g），1moL C（金刚石） 完全燃烧放热 395.41kJ．据此推理所得到的下列结论中，正确的是（　　）
A．金刚石比石墨稳定
B．石墨转化为金刚石是物理变化
C．石墨的能量比金刚石的能量高
D．由石墨制备金刚石一定是吸热反应
10．一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池，其原理如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．电池工作时，能量的转化形式至少有三种
B．放电时，I-和I3-的浓度均减小
C．Y电极为电池的正极，发生的反应为：I3-+2e-=3I-
D．电池工作时，X电极上发生氧化反应
11．一定温度下，向10 mL 0.40 mol·L－1 H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液，不同时刻测得生成O2的体积（已折算为标准状况）如下表所示。
t / min 0 2 4 6
V(O2) / mL 0 9.9 17.2 22.4
资料显示，反应分两步进行：①2Fe3++H2O2＝2Fe2++O2↑+2H+②H2O2 +2Fe2++2H+ ＝2H2O+2Fe3+，反应过程中能量变化如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)=3.33×10-2mol·L－1·min－1
B．Fe3+的作用是增大过氧化氢的分解速率
C．反应①是吸热反应、反应②是放热反应
D．反应2H2O2(aq)＝2H2O(l)+O2(g)的△H ＝E1－E2 <0
12．某电化学气敏传感器的工作原理如图所示，下列说法不正确的是（　　）
A．a极为负极
B．b极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-
C．电子流向：a经外电路流向b
D．该传感器工作一段时间后，电解质溶液的pH值将变大
13．工业上常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各种性质的不锈钢，在下图装置中，观察到图1装置铜电极上产生大量的无色气泡，而图2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，则下列叙述正确的是（　　）
A．图1为原电池装置，Cu电极上产生的是O2
B．图2装置中Cu电极上发生的电极反应式为：Cu－2e－=Cu2＋
C．由实验现象可知：金属活动性Cu>Cr
D．两个装置中，电子均由Cr电极流向Cu电极
14．为阿伏加德罗常数的值。在恒容密闭容器中加入和，一定条件下反应：达到平衡状态，下列说法正确的是（　　）
A．达到平衡时放出的热量为
B．达到平衡状态时转移电子数目为
C．容器内原子总数为
D．在反应中若有个断键时达到平衡状态，则的平衡转化率约为
15．下列有关电池叙述正确的是（　　）
A．水果电池是高效环保的家用电池
B．锌锰干电池是一种常用的二次电池
C．锌锰干电池碳棒是负极，锌片是正极
D．锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄
16．如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是（　　）
A．图a表示的是吸热反应的能量变化
B．图b中生成物比反应物稳定
C．图b可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化
D．图a可以表示高温煅烧石灰石反应的能量变化
二、综合题
17．回答下列问题：
（1）I．液氧甲烷火箭发动机是介于液氧煤油和液氧液氢之间的一个选择 ，其燃烧的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ ·mol-1，根据以下信息，
共价键 C-H O=O H- O
键能/(kJ·mol-1) 413 498 464
热化学方程式 H2O(l)=H2O(g) ΔH =+44kJ·mol-1
求算C=O的键能：　 　。
（2）II．美国Bay工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气，其生产流程如图所示：
该流程中第I步反应为CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH ＞0。 若下图表示在其他条件相同时，分别测定不同压强、不同温度下CH4的平衡转化率(纵坐标为CH4的平衡转化率)，则p1　 　 p2(填“＞”或“＜”)。
（3）该流程的第II步反应为CO(g) + H2O(g)H2(g)+CO2(g)，反应的平衡常数随温度的变化如下表所示。
温度/℃ 400 500 830 1000
平衡常数K 10 9 1 0.6
①从上表可以推断：此反应的正反应是　 　(填“吸”或“放”)热反应。
②在500 ℃下，若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为3 mol，则达到平衡后CO的转化率为　 　。
实验编号 n(CO) n(H2O) n(H2) n(CO2)
甲 2 5 4 3
乙 3 3 2 2
丙 0.25 4 2 1
③在830 ℃时，以上表的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应，其中反应开始时，向逆反应方向进行的有　 　(填实验编号)。
④在一个不传热的固定容积的容器中，判断该反应达到平衡的标志是　 　 (填字母)。
A．各组分的物质的量浓度不再改变；
B． v(CO2)正=v(H2O)逆；
C．混合气体的密度不变；
D．混合气体的平均相对分子质量不变；
E．体系的压强不再发生变化；
F．体系的温度不再发生变化。
⑤如图表示该反应在t1时刻达到平衡，在t2时刻分别因改变某个 条件而发生变化的情况：图中t2时刻发生改变的条件可能是　 　(写出两种)。
18．某反应的反应物和生成物有 、 、 、 ，小林将上述反应设计成原电池。
（1）该电池的负极材料为　 　，负极反应式为　 　。
（2）正极材料为　 　，该电池总的化学反应方程式为　 　。
（3）一段时间后负极质量减轻 ，下列说法正确的是____________(填字母)。
A．电路中通过的电子为
B．正极质量增加
C．原电池工作过程中将电能转化为化学能
D．原电池工作过程中 向负极移动
19．2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）反应过程的能量变化如图所示．已知1mol SO2（g）氧化为1mol SO3的△H=﹣99kJ mol﹣1．
请回答下列问题：
（1）图中A、C分别表示　 　、　 　，E的大小对该反应的反应热有无影响？　 　．该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？　 　，理由是　 　；
（2）图中△H=　 　kJ mol﹣1；
（3）V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化．写出该催化循环机理的化学方程式　 　；
（4）如果反应速率υ（SO2）为0.05mol L﹣1 min﹣1，则υ（O2）=　 　mol L﹣1 min﹣1、υ（SO3）=　 　mol L﹣1 min﹣1；
（5）已知单质硫的燃烧热为296kJ mol﹣1，计算由S（s）生成3molSO3（g）的△H（要求计算过程）．
20．已知下列热化学方程式：
① H2(g) + O2(g) ＝ H2O(l) ΔH ＝－285 kJ/mol
② C(s) + H2O(g) ＝CO(g) + H2(g) ΔH ＝＋131.5 kJ/mol
③ C(s) + O2(g) ＝CO(g) ΔH ＝－110.4 kJ/mol
④ C(s) + O2(g)＝CO2(g) ΔH ＝－393.5 kJ/mol
请回答：
（1）上述反应中属于放热反应的是　 　。
（2）碳的燃烧热ΔH ＝　 　。
（3）燃烧10g H2生成液态水，放出的热量为　 　。
（4）CO燃烧生成二氧化碳的热化学方程式为　 　。
21．按要求回答下列问题。
（1）下列各组微粒：①与；②和；③H、D、T；④金刚石和石墨；⑤和；⑥和。互为同位素的是　 　(填序号)，透过蓝色钴玻璃观察K元素燃烧时的焰色为　 　色。
（2）苯与浓硫酸、浓硝酸在55℃～60℃时反应的化学方程式为　 　。
（3）现有如下三个反应：
A．
B．
C．
根据三个反应本质，能设计成原电池的是　 　(填“A”、“B”或“C”)。该原电池的负极材料为　 　，若导线上转移电子0.6mol，则电极减少的质量是　 　g。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A．反应热只与反应物和生成物的能量有关，升高温度或加入催化剂不能改变反应的反应热，故A不符合题意。
B．化学反应中的能量变化还可能以光、电等形式体现，故B不符合题意。
C．根据吸热判断，反应物的能量低，根据能量越低越稳定判断石墨比金刚石稳定。故C符合题意。
D．有些吸热反应不需要加热也能发生反应，如氯化铵和八水合氢氧化钡的反应在常温下能进行，故D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A.催化剂不影响反应热；
B.能量的变化形式不止热量，还有光能等；
C.能量越低越稳定；
D.吸热反应有时不需要加热。
2．【答案】A
【解析】【解答】A.由于反应物和生成物的总能量不同，因此任何化学反应过程中都伴随着能量的变化，A符合题意；
B.ΔH>0，则该反应为吸热反应，若ΔH<0，则该反应为放热反应，B不符合题意；
C.化学键断裂需要吸收能量，形成化学键的过程中会释放能量，C不符合题意；
D.若反应物的总能量比生成物的总能量高，则该反应为放热反应，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A、任何化学反应过程中都伴随着能量的变化；
B、ΔH>0为吸热反应，ΔH<0为放热反应；
C、断裂化学键需要吸收能量；
D、根据物质能量的相对大小判断反应的热效应；
3．【答案】D
【解析】【解答】A．由于金属活动性Cr>Fe，所以在钢铁中加入铬制成不锈钢，首先被腐蚀的是活动性强的Cr，Fe就得到了保护，所以能有效防止钢铁腐蚀，不符合题意；
B.把钢铁零件放在机油中保存，就可以使零件与空气隔绝，从而使金属得到保护，能有效防止钢铁腐蚀，不符合题意；
C.在较小钢铁制品的表面包裹塑料，就可以使零件与空气隔绝，从而使金属得到保护，能有效防止钢铁腐蚀，不符合题意；
D.在大型铁壳船表面喷涂油漆并铆上铜块，构成原电池，由于金属活动性Fe>Cu，所以Fe被腐蚀的速率大大加快，不能有效防止钢铁腐蚀，符合题意。
【分析】A.加入铬的合金具有抗腐蚀性；
B.隔绝空气可防止发生金属腐蚀；
C.钢铁制品表面包裹塑料起到隔绝空气的作用；
D.铁与铜可形成原电池，铁做负极被氧化。
4．【答案】D
【解析】【解答】A．活泼金属与水（或酸）的反应是放热反应，A不符合题意；
B．燃烧是放热反应，B不符合题意；
C．浓H2SO4溶于水为放热过程，不是化学反应，C不符合题意；
D．氢氧化钡晶体与氯化铵固体反应是吸热反应，D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据图示信息可知，反应物总能量小于生成物总能量，该反应属于吸热反应。
常见的放热反应：
1.所有燃烧或爆炸反应；
2.酸碱中和反应；
3.多数化合反应；
4.活泼金属与水或酸生成H2的反应；
5.物质的缓慢氧化；
6.自发进行的氧化还原反应。
常见的吸热反应：
（1） ①几个常见的反应，如：氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合反应：2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=BaCl2+2NH3↑+10H2O、
C+H2O(g)=CO+H2、 C(s)+CO2(g)=2CO；
②多数的分解反应，如：CaCO3CaO+CO2↑ 、CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O；
③一些物质的溶解，如硝酸铵溶解等.（也可说是盐类的水解，此时必为吸热反应.如：铵根水解即为吸热）；
（2）特殊吸热反应： ①C+CO22CO；
②I2+H2=2HI(此反应为可逆反应，因为生成的碘化氢不稳定；
（3）电离反应 ；
（4）盐类水解。
5．【答案】C
【解析】【解答】A、根据图像可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，所以该反应是吸热反应，则该反应的反应热△H=E1－E2，A不符合题意；
B、催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，则a、b分别对应无催化剂和有催化剂的能量变化，B不符合题意，选项C符合题意；
D、催化剂不能改变反应的焓变，焓变只与反应物和生成物总能量的相对大小有关系，D不符合题意，
故答案为：C。
【分析】A.根据活化能与反应热之间的关系，可知，该反应的反应热是E1－E2；
B.催化剂的原理是降低反应的活化能；
C.催化剂能够降低反应的活化能；
D.催化剂不可以改变反应进行的程度，也就不难改变反应的焓变。
6．【答案】C
【解析】【解答】A. 该反应中过氧化氢氧元素化合价降低，所以做氧化剂，故错误；
B. 肼(N2H4)分子中存在N-N键、N-H键，N-H键是极性共价键，N-N键是非极性共价键，故错误；
C.该反应为放热反应，所以反应物总能量高于生成物总能量，故正确；
D.该反应为放热反应， 所以该反应过程中断开旧化学键吸收的能量小于形成新化学键释放的能量，故错误。
故答案为：C.
【分析】 N2H4+2H2O2=N2↑+4H2O。该反应中氧化剂为H2O2，还原剂为N2H4，
此反应为放热反应，所以从能量角度说反应物总能量高于生成物总能量，从化学键角度说断开旧化学键吸收的能量小于形成新化学键释放的能量。
7．【答案】C
【解析】【解答】A．工业上电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解液为含铜离子的盐溶液，故A不符合题意；
B．地下钢铁管道用导线连接铜块，构成原电池，钢铁作负极，铜块作正极，钢铁管道的腐蚀速率加快，故B不符合题意；
C．铅蓄电池正极二氧化铅得电子生成硫酸铅，电极方程式为：PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O，故C符合题意；
D．常温常压下，气体摩尔体积不等于22.4L/mol，11.2L氢气的物质的量不能按此数据进行计算，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.工业上电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极；
B.地下钢铁管道用导线连接铜块，构成原电池时Cu为正极；
D.常温常压下气体摩尔体积大于22.4L/mol。
8．【答案】C
【解析】【解答】A．光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，结合阴极反应和阳极反应，充电时电池的总反应为Li2O2=2Li+O2，A不符合题意；
B．充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B不符合题意；
C．放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C符合题意；
D．放电时总反应为2Li+O2=Li2O2，正极反应为O2+2Li++2e-=Li2O2，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据题干信息，充电时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)，则其总反应为Li2O2=2Li+O2；放电时Li失电子生成Li+，所以金属Li电极为负极，O2得电子生成Li2O2，即光催化电极为正极。据此分析。
9．【答案】D
【解析】【解答】解：①C（石墨）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣393.51kJ mol﹣1
②C（金刚石）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣395.41kJ mol﹣1，
①﹣②可得：C（石墨）=C（金刚石）△H=+1.9kJ mol﹣1，
A、石墨转化为金刚石吸热，金刚石能量大于石墨的总能量，物质的量能量越大越不稳定，则石墨比金刚石稳定，故A错误；
B、金刚石和石墨是不同的物质，石墨转化为金刚石是化学变化，故B错误；
C、石墨转化为金刚石吸热，金刚石能量大于石墨的总能量，故C错误；
D、C（石墨）=C（金刚石）△H=+1.9kJ mol﹣1，所以由石墨制备金刚石一定是吸热反应，故D正确；
故选：D．
【分析】根据石墨、金刚石燃烧的热化学方程式，利用盖斯定律写出金刚石与石墨转化的热化学方程式，根据反应热比较金刚石与石墨的能量大小．
10．【答案】B
【解析】【解答】A. 电池工作时，能量的转化形式至少有三种，太阳能转化为化学能，化学能转化为电能及热能，选项A不符合题意；
B、放电时，正极发生反应I3-+2e-=3I-，I-浓度均增大，I3-的浓度减小，选项B符合题意；
C. Y 电极为电池的正极，发生的反应为：I3-+2e-=3I-，选项C不符合题意；
D. 电池工作时，X 电极为负极Ru由+2价转化为+3价失去电子，发生氧化反应，选项D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A、根据所给图示分析；
B、放电时，正极发生还原反应；
C、放电时，正极发生还原反应；
D、 电池工作时，负极发生氧化反应。
11．【答案】D
【解析】【解答】A. 0～6 min产生O2的物质的量为n（O2）=0.0224L÷22.4L/mol=0.001mol，则相同时间内消耗H2O2的物质的量为n（H2O2）=2n（O2）=0.002mol，所以在0～6 min的平均反应速率：v(H2O2) =0.002mol÷0.01L÷6min= 3.33×10-2 mol/( L·min)，故A不符合题意；
B.由反应①、②可知Fe3+在反应中起催化作用，增大过氧化氢的分解速率，故B不符合题意；
C.由反应过程的能量变化示意图可知，反应①中反应物的总能量小于生成物的总能量，反应②中反应物的总能量大于生成物的总能量，所以反应①为吸热反应、反应②为放热反应，故C不符合题意；
D.据图可知，反应物H2O2(aq)的总能量大于生成物H2O(l)和O2(g)的总能量，则反应2H2O2(aq) = 2H2O(l) + O2(g)为放热反应，△H＜0，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.根据反应速率之比等于化学计量数之比，首先计算氧气的反应速率，再计算过氧化氢的反应速率；
B.铁离子在反应中起到催化剂的作用；
C.根据能量变化图像判断吸热还是放热；
D.该反应是放热反应根据反应物的总能量剑生成物的总能量计算焓变。
12．【答案】D
【解析】【解答】A、a极N元素化合价升高，为负极， 故A不符合题意
B、碱性条件下，氧气作为负极发生的反应是O2+4e-+2H2O=4OH-，故B不符合题意；
C、电子经导线由负极流向正极，故C正确
D、反应生成了水，碱性减弱，PH减小，故D项符合题意
【分析】易错项D：忽略了总反应不会有氢氧根离子的生成，且生成了水。
13．【答案】B
【解析】【解答】A、铜电极上放出的气体是氢气，A不符合题意；
B、图2中，铜为负极，发生氧化反应，B符合题意；
C、金属性的强弱可以根据与水酸置换氢气的能力比较，故图1可以说明活泼性Cr>Cu，B不符合题意；
D、原电池中电子从负极经过外电路流向正极，图1中Cr流向Cu，图2 中Cu流向Cr，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】观察到图1装置铜电极上产生大量的无色气泡，说明图1中，Cr为负极，铜为正极，正极上析出氢气，而图2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，说明铜被氧化应为负极，正极上应是硝酸被还原生成二氧化氮气体，以此解答该题。
14．【答案】C
【解析】【解答】A．该反应是可逆反应，反应达到平衡状态时，起始的和不能完全反应，放出来的热量小于，故A项不符合题意；
B．该反应是可逆反应，反应达到平衡时，N2的消耗量小于1mol，因此达到平衡状态时，转移电子数小于，故B项不符合题意；
C．起始容器内原子数为2×4=8，根据反应过程中原子守恒可知，反应前后原子总数不变，故C项符合题意；
D．若反应中共有2个断键，说明反应共消耗，同时也消耗了，则平衡转化率为，故D项不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.该反应为可逆反应，不能完全转化；
B.该反应是可逆反应，不能完全转化；
D.有2个断键，消耗。
15．【答案】D
【解析】【解答】解：A、水果电池对环境无污染，所以是环保电池，但水果价格较贵，且水果的利用率不高，所以水果电池不是高效的家用电池，故A错误；
B、锌锰干电池是一种常用的一次电池，故B错误；
C、锌锰干电池中锌作负极，碳棒作正极，故C错误；
D、锌锰干电池负极上金属锌失电子而使金属质量逐渐减小，故D正确．
故选D．
【分析】A、根据水果电池的经济效益分析判断．
B、根据锌锰干电池能否重复利用分析判断．
C、原电池中较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极．
D、锌锰干电池负极上金属失电子而使金属质量减小．
16．【答案】C
【解析】【解答】A．图a所示反应物的能量高于生成物，所以为放热反应，故A不符合题意；
B．图b所示反应物的能量低于生成物，则反应物更稳定，故B不符合题意；
C．图b所示反应物的能量低于生成物，为吸热反应，氯化铵固体和氢氧化钡晶体的反应为吸热反应，故C符合题意；
D．图a所示反应为放热反应，高温煅烧石灰石的反应为吸热反应，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、图a反应物能量高于生成物的能量，为放热反应
B、能量越低越稳定
D、煅烧石灰石为吸热反应
17．【答案】（1）797.15 kJ·mol-1)
（2）＜
（3）放；75%；甲丙；ABF；降低温度、增加水蒸气的量
【解析】【解答】（1）化学键能指常温常压下，将1mol理想气体分子AB断裂为中性气态原子A和B所需要的能量或A和B合成理想气体分子所放出的能量，则H-O的键能应是气态水的，由盖斯定律，将甲烷燃烧热和2H2O(l)=2H2O(g)相加，可得CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+2H2O(g) H=-890.3-(2×44) =-802.3 kJ·mol-1，由 H=反应物的总键能-生成物的总键能，即4×413+2×498-(2x+2×2×464) =-802.3，解得x=797.15，则C=O的键能为797.15 kJ·mol-1；
（2）反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)的正反应方向为气体分子数增加，则相同温度下，增大压强平衡逆向移动，CH4的平衡转化率减小，则p1< p2；
（3）①由表可知温度升高，平衡常数K减小，平衡逆向移动，说明正反应是放热反应；
②在500 ℃下，平衡常数K=9，设转化了xmol CO，列三段式：，前后系数相等，在同一容器中体积相等，则，解得x=2.25，平衡后CO的转化率为；
③在830 ℃时，平衡常数K=1，对甲，平衡逆向移动，反应向逆反应方向进行，甲选；对乙，平衡正向移动，反应向正反应方向进行，乙不选；对丙，平衡逆向移动，反应向逆反应方向进行，丙选；
故答案为：甲丙；
④A．各组分的物质的量浓度不再改变，为平衡的特征，能判断平衡，故A选；
Bv(CO2)正=v(H2O)逆，则正逆反应速率相等，达到平衡，故B选；
C固定容积，质量、体积始终不变，则混合气体的密度不变，不能判断平衡，故C不选；
D混合气体的总质量、总物质的量始终不变，则混合气体的平均相对分子质量不变，不能判断平衡，故D不选；
E该反应的压强始终不变，则体系的压强不再发生变化，不能判断平衡，故E不选；
F体系的温度不再发生变化，反应达到平衡，故F选；
故答案为：ABF；
⑤t2时二氧化碳的浓度增大，而CO的浓度减小，说明该反应正向移动，该反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，同时增加水蒸气的量，也能使平衡正向移动。
【分析】（1）题目中的键能都是物质气态时的键能，所以先利用盖斯定律求出甲烷燃烧得到气态水的热化学反应方程式，再利用反应物总键能-生成物总价能等于焓变，列式可以求出C=O键能。
（2）解答化学平衡图像题一般思路：1、横轴坐标和纵坐标含有；2、曲线斜率或者趋势；3、曲线上特殊点，如起点、终点、交点和拐点等；4、根据需要运用辅助线，如等温线、等压线等。
（3）判断平衡依据有：1.同正物质正逆反应速率相同，即达到平衡，2.各物质浓度或质量分数等保持不变，3.变化的物理量不再反生改变，即达到化学平衡。
18．【答案】（1）；
（2） 或活泼性比铜弱的金属或石墨等导电的非金属材料；
（3）A；D
【解析】【解答】根据氧化还原反应的原理和规律， 、 、 、 发生的反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
(1) 反应中铜失电子而被氧化，应为原电池负极，则该电池负极材料为：Cu，负极反应式为Cu-2e-=Cu2+，故答案为：Cu；Cu-2e-=Cu2+；
(2)正极材料为：Pt或活泼性比铜弱的金属或导电的非金属材料，该电池总的化学反应式为：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，故答案为：Pt或活泼性比铜弱的金属或导电的非金属材料；2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2；
(3)一段时间后负极质量减轻mg，反应的Cu的物质的量为 mol。
A.1molCu失去2mol电子，所以mg铜反应电路中通过的电子为 ×2mol= mol，故A正确；
B．Fe3+在正极得到电子而被还原生成Fe2+，2Fe3++2e-=2Fe2+，所以正极质量不变，故B不正确；
C．原电池是将化学能转化为电能的装置，故C不正确；
D．原电池工作过程中阴离子向负极移动，则Cl-向负极移动，故D正确；
故答案为：AD。
【分析】根据氧化还原反应的原理和规律， 、 、 、 发生的反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，反应中铜失电子而被氧化，应为原电池负极，正极应为活泼性比铜弱的金属或导电的非金属材料，Fe3+在正极得到电子而被还原，电解质溶液为FeCl3，据此分析解答。
19．【答案】（1）反应物能量；生成物能量；无；降低；因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低
（2）﹣198
（3）SO2+V2O5=SO3+2VO2 4VO2+O2=2V2O5
（4）0.025；0.05
（5）解：单质硫的燃烧热为296kJ mol﹣1，
热化学方程式为：①S（s）+O2（g）=SO2（g）△H1=﹣296 KJ mol﹣1，
已知1mol SO2（g）氧化为1mol SO3的△H=﹣99kJ mol﹣1．
热化学方程式为：②SO2（g）+1/2O2（g） SO3（g）△H2=﹣99 KJ mol﹣1 ；
依据盖斯定律，②+①得到：③S（s）+O2（g）=SO3（g）△H=（△H1+△H2）KJ/mol；
计算由S（s）生成3molSO3（g）③×3得到：
3 S（s）+9/2O2（g）=3SO3（g）△H=3（△H1+△H2）=﹣1185 KJ mol﹣1，
故△H =1185 KJ mol﹣1．
【解析】【解答】解：（1）因图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量，B为活化能，反应热可表示为A、C活化能的大小之差，活化能的大小与反应热无关，催化剂改变反应速率通过参与反应过程，降低活化能实现，
故答案为：反应物总能量；生成物总能量；无；降低；因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低；（2）因1mol SO2（g）氧化为1mol SO3的△H=﹣99kJ mol﹣1，图象中的能量变化是反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）反应过程的能量变化；所以2molSO2（g）氧化为2molSO3的△H=﹣198kJ mol﹣1，则2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）△H=﹣198KJ mol﹣1，故答案为：﹣198；（3）V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物反应的化学方程式为：SO2+V2O5=SO3+2VO2；四价钒化合物再被氧气氧化，依据化合价变化和氧化还原反应分析得到反应的化学方程式为：4VO2+O2=2V2O5，故答案为：SO2+V2O5=SO3+2VO2 4VO2+O2=2V2O5；（4）反应的化学方程式为：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），反应速率之比等于系数之比，v（SO2）：v（O2）：v（SO3）=2：1：2，反应速率υ（SO2）为0.05mol L﹣1 min﹣1，依据比例计算得到v（O2）=0.025mol/L min；v（SO3）=0.05mol L﹣1 min﹣1，
故答案为：0.025；0.05；（5）单质硫的燃烧热为296kJ mol﹣1，热化学方程式为：①S（s）+O2（g）=SO2（g）△H1=﹣296 KJ mol﹣1，已知1mol SO2（g）氧化为1mol SO3的△H=﹣99kJ mol﹣1．热化学方程式为：
②SO2（g）+1/2O2（g） SO3（g）△H2=﹣99 KJ mol﹣1 ；依据盖斯定律，②+①得到：③S（s）+O2（g）=SO3（g）△H=（△H1+△H2）KJ/mol；计算由S（s）生成3molSO3（g）③×3得到：
3 S（s）+9/2O2（g）=3SO3（g）△H=3（△H1+△H2）=﹣1185 KJ mol﹣1，故答案为：﹣1185 KJ mol﹣1．
【分析】（1）A、C分别表示反应物总能量的生成物总能量，B为活化能，活化能的大小与反应热无关；催化剂改变反应速率通过参与反应过程，降低活化能实现；（2）根据参加反应SO2的物质的量之比等于对应的△H之比；（3）依据催化剂的循环机理分析反应物和生成物结合原子守恒书写化学方程式；（4）依据化学反应速率之比等于系数之比计算得到5；（5）依据燃烧热的概念和热化学方程式，结合盖斯定律计算得到．
20．【答案】（1）①③④
（2）－393.5 kJ/mol
（3）1425kJ
（4）CO(g) + O2(g)＝CO2(g) ΔH ＝－283.1 kJ/mol
【解析】【解答】（1）放热反应的焓变小于0，所以上述反应中属于放热反应的有①③④，因此，本题正确答案是：①③④；（2）C的燃烧热是1mol C燃烧生成二氧化碳时放出的热量，即反应④的焓变是C的燃烧热，因此本题正确答案是：－393.5 kJ/mol；（3）2g氢气燃烧生成液态水放热285kJ，则10g氢气燃烧生成液态水放热5×285kJ=1425kJ，因此，本题正确答案是：1425kJ;（4）已知③ C(s) + O2(g) ＝CO(g) ΔH ＝－110.4 kJ/mol
④ C(s) + O2(g)＝CO2(g) ΔH ＝－393.5 kJ/mol
根据盖斯定律④-③得：CO(g) + O2(g)＝CO2(g) ΔH ＝－283.1 kJ/mol，因此，本题正确笞案是：CO(g) + O2(g)＝CO2(g) ΔH ＝－283.1 kJ/mol。
【分析】（1） 1mol 物质完全燃烧生成稳定氧化物时释放出来的热量，据此解答；
（3）根据方程式 ① 中氢气燃烧的热效应进行计算；
（4）先写出 CO燃烧 的热化学方程式，再利用盖斯定律进行计算即可。
21．【答案】（1）①③；紫
（2）+HO－NO2+H2O
（3）C；铜(或Cu)；19.2
【解析】【解答】(1) 同种元素的不同种原子间互为同位素，故①12C和13C互为同位素，③H、D、T互为同位素；同种元素的不同种单质间互为同素异形体，故②O2和O3、④金刚石和石墨均互为同素异形体；K的烟色反应为紫色，所以透过蓝色钴玻璃观察K元素燃烧时的焰色为紫色。
(2)苯与浓硫酸、浓硝酸在55℃～60℃时反应为苯硝化反应，其化学方程式为+HO－NO2+H2O；
(3) A和B中反应前后各元素化合价不变，所以不属于氧化还原反应，C中有元素化合价升降，所以有电子转移，能设计成原电池，
故答案为：C；在C中Cu失去电子作负极，所以该原电池的负极材料为铜(或Cu)；C中 Cu发生氧化反应作负极，根据，导线上转移电子0.6mol，则消耗0.3mol的铜，质量为：。
【分析】(1)同一元素的不同原子互为同位素；K元素焰色反应呈紫色；
(2)在浓硫酸作催化剂、加热55℃ ~ 60℃条件下苯和浓硝酸发生取代反应生成硝基苯；
(3)能自发进行的放热的氧化还原反应可设计为原电池；方程式中失电子化合价升高的金属作原电池负极，不如负极活泼的金属或导电的非金属单质作正极材料，根据转移电子与溶解金属质量的关系式计算电极减少的质量。