- 化学反应与能量的变化
- 共3280题
如图所示,△H1=-393.5kJ•mol-1,△H2=-395.4kJ•mol-1,下列说法或表示式正确的是( )
正确答案
解析
解:由图得:①C(S,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1
②C(S,金刚石)+O2(g)=CO2(g)△H=-395.4kJ•mol-1,
利用盖斯定律将①-②可得:C(S,石墨)=C(S,金刚石)△H=+1.9kJ•mol-1,则
A、因C(s、石墨)=C(s、金刚石)△H=+1.9kJ•mol-1,故A错误;
B、石墨转化为金刚石是发生的化学反应,属于化学变化,故B错误;
C、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C正确;
D、依据热化学方程式 C(S,石墨)=C(S,金刚石)△H=+1.9kJ•mol-1,1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能大于1.9 kJ,故D错误;
故选C.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、△H<0时,反应放热,故A错误;
B、反应Cu2++Zn=Cu+Zn2+可进行完全,Cu2+的氧化性大于Zn2+,故B错误;
C、铅蓄电池在放电过程中,负极电极反应式Pb+SO42--2e-=PbSO4,负极质量增加,故C错误;
D、钢铁在空气中发生电化学腐蚀时为吸氧腐蚀,铁易失电子发生氧化反应而作负极,负极上电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+,碳作正极,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-,故D正确.
故选D.
在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞才可能发生化学反应,这些分子被称为活化分子.使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ/mol表示.请认真观察下图,然后回答问题.
(1)图中所示的反应是______(填“吸热”或“放热”)反应,该反应______(填“需要”或“不需要”)加热,该反应的△H=______(用含E1、E2的代数式表示).
(2)已知热化学方程式:H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ/mol
该反应的活化能为167.2kJ/mol,则其逆反应的活化能为______.
(3)对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比,活化能大大降低,活化分子百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是______.
正确答案
解:(1)依据图象分析反应物的能量大于生成物的能量,反应放热;在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才能发生化学反应,反应需要能量;反应的焓变=生成物的能量-反应物的能量,即△H=(E2-E1)kJ•mol-1,
故答案为:放热;需要;(E2-E1)kJ•mol-1;
(2)反应的活化能是使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量,依据图象能量关系可知,逆反应的活化能=正反应的活化能+反应的焓变;H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1,该反应的活化能为167.2kJ•mol-1,则其逆反应的活化能=167.2KJ/mol+241.8KJ/mol=409.0KJ/mol,
故答案为:409.0KJ/mol;
(3)对于同一反应,图中虚线( II)与实线( I)相比,活化能大大降低,活化分子的百分数增多,反应速率加快,说明反应的活化能降低焓变不变,平衡不动,化学反应速率影响因素中,催化剂有此作用,所以最有可能使用了催化剂,故答案为:使用了催化剂.
解析
解:(1)依据图象分析反应物的能量大于生成物的能量,反应放热;在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才能发生化学反应,反应需要能量;反应的焓变=生成物的能量-反应物的能量,即△H=(E2-E1)kJ•mol-1,
故答案为:放热;需要;(E2-E1)kJ•mol-1;
(2)反应的活化能是使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量,依据图象能量关系可知,逆反应的活化能=正反应的活化能+反应的焓变;H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1,该反应的活化能为167.2kJ•mol-1,则其逆反应的活化能=167.2KJ/mol+241.8KJ/mol=409.0KJ/mol,
故答案为:409.0KJ/mol;
(3)对于同一反应,图中虚线( II)与实线( I)相比,活化能大大降低,活化分子的百分数增多,反应速率加快,说明反应的活化能降低焓变不变,平衡不动,化学反应速率影响因素中,催化剂有此作用,所以最有可能使用了催化剂,故答案为:使用了催化剂.
已知一定条件下,CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2(g)反应过程能量变化如图所示,下列有关该反应的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、从图示可知,反应物能量高生成物能量低,所以该反应为放热反应,从反应热为“-”也可知此反应为放热反应,故A错误;
B、从图示可知,正反应为放热反应,正确的热化学方程式为:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol,故B错误;
C、从图示可知,反应物的能量高,生成物能量低,CO(g)与H2O(g)所具有的总能量大于 CO2(g)与H2(g)所具有的总能量,故C正确;
D、从图示可知,正反应为放热反应,则逆反应为吸热反应,故D错误.
故选C.
(2013秋•大方县校级期末)对于反应中的能量变化,表述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、化学反应的过程是旧键断裂新键形成的过程,断键成键都有能量变化,故A正确;
B、断开化学键的过程会吸收能量,故B错误;
C、吸热反应不一定需要加热热才发生,如氯化铵和十水合氢氧化钡的反应就是吸热的,加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如铝热反应,故C错误;
D、等质量的硫蒸气和硫固体相比较,硫蒸气具有的能量多,因此完全燃烧硫蒸气放出的热量多,故D错误.
故选A.
用CH4催化还原NOx,可以消除氮氧化物的污染.例如:
①CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ•mol-1
②CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1 160kJ•mol-1
下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.反应可知CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)△H=-867kJ/mol,标准状况下4.48LCH4其物质的量为0.2mol,则放出的热量为0.2mol×867kJ=173.4kJ,故A正确;
B.由CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ•mol-1,水由气态变为液态,放出热量,则CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=-Q,Q>574kJ•mol-1,故B错误;
C.两个反应中,C元素的化合价均由-4价升高到+4价,生成等物质的量的CO2时转移的电子数相同,故C正确;
D.CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g),1molCH4反应转移8mol电子,则用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为0.2mol×8=1.6mol,故D正确;
故选CD.
已知反应:①2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ/mol
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol下列结论正确的是( )
正确答案
解析
解:A.碳的燃烧热是指1mol碳完全燃烧生成的稳定的氧化物CO2放出的热量,从2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ/mol可知1mol碳燃烧生成CO放出110.5 kJ,碳的燃烧热大于110.5 kJ/mol,故A正确;
B.焓变是用反应前后生成物的能量和减去反应物的能量和表示,当完全以热量形式变化时,称为反应热,故B错误;
C.稀硫酸和稀NaOH,为强酸和强碱,反应生成1mol水,放出的热量为57.3kJ,△H=-57.3 kJ/mol,故C正确;
D.稀醋酸与稀NaOH溶液混合,稀醋酸是弱电解质存在电离平衡,电离过程是吸热过程,所以△H<-57.3 kJ/mol,故D错误;
故选:AC.
对热化学方程式C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ•mol-1最准确的理解是( )
正确答案
解析
解:A、碳与水反应吸收131.3 kJ的热量,未指明物质的量和聚集状态,故A错误;
B、1mol碳和1mol水反应吸收131.3 kJ的热量,故B错误;
C、1mol固态焦炭与1mol水蒸气反应产生一氧化碳气体和氢气,吸收131.3 kJ的热量,故C正确;
D、热化学方程式的化学计量数只表示物质的量,不表示分子个数,故D错误;
故选C.
参考下列图表和有关要求回答问题:
(1)如图是1mol NO2(g)和1mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1的变化是______,△H的变化是______(填“增大”、“减小”或“不变”).请写出NO2和CO反应的热化学方程式:______.
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是:①CH3OH(g)+H2O(g)═CO2(g)+3H2(g)△H=+49.0kJ•mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)═CO2(g)+2H2(g)△H=-192.9kJ•mol-1
又知③H2O(g)═H2O(l)△H=-44kJ•mol-1 则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式为______.
正确答案
解:(1)加入催化剂能降低反应所需的活化能,则E1和E2都减小,催化剂不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,即反应热不改变,所以催化剂对反应热无影响,由图可知,1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量368-134=234kJ,反应热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234 kJ•mol-1,
故答案为:减小;不变;NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234 kJ•mol-1;
(2)利用盖斯定律进行计算,
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)△H=+49.0kJ•mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)△H=-192.9kJ•mol-1
又知 ③H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJ/mol
依据盖斯定律计算(②×3-①×2+③×2)得到CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=3×(-192.9 kJ•mol-1)-2×49.0 kJ•mol-1+(-44 kJ•mol-1)×2=-764.7 KJ/mol;
故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-764.7 KJ/mol;
解析
解:(1)加入催化剂能降低反应所需的活化能,则E1和E2都减小,催化剂不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,即反应热不改变,所以催化剂对反应热无影响,由图可知,1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量368-134=234kJ,反应热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234 kJ•mol-1,
故答案为:减小;不变;NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234 kJ•mol-1;
(2)利用盖斯定律进行计算,
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)△H=+49.0kJ•mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)△H=-192.9kJ•mol-1
又知 ③H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJ/mol
依据盖斯定律计算(②×3-①×2+③×2)得到CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=3×(-192.9 kJ•mol-1)-2×49.0 kJ•mol-1+(-44 kJ•mol-1)×2=-764.7 KJ/mol;
故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-764.7 KJ/mol;
如图是一定条件下N2与H2反应过程中能量变化的曲线图.下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、该反应放出的能量大于吸收的能量,所以为放热反应,热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92kJ•mol-1,故A错误;
B、催化剂能改变反应的路径,使发生反应所需的活化能降低,b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线,故B错误;
C、催化剂能改变反应的路径,加快反应速率,但是不能改变反应物的总能量和生成物总能量的差值,即反应热不变,故C正确;
D、同温下,在体积相同的I、II两个容器中分别通入1mol N2和3 mol H2,容器I体积恒定,反应后气体物质的量减小压强减小,容器II体积可变保持恒压,所以容器II的压强大于容器I中的压强,压强越大速率越快,所以v(II)>v(I),故D正确;
故选CD.
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