- 化学反应与能量的变化
- 共3280题
下列各说法中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、△H＞0表示吸热反应，△H＜0表示放热反应，故A错误；
B、热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，不表示分子数，所以可用分数或小数表示，故B正确；
C、1molH2SO4与1molBa（OH）2反应生成两mol水，根据中和热概念是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量，故C错误；
D、燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧氧化物时放出的热量，1molH2与0.5molO2反应生成的水的状态不定，所以放出的热量不一定是燃烧热，故D错误；
故选B．
下列说法错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A．NH4NO3溶于水焓变增大，虽然吸热，但△G=△H-T•△S＜0，可自发进行，故A正确；
B．物质由固态→液态→气态，混乱度增大，熵变增大，故B正确；
C．借助于外力能自发进行的过程，能量趋向于从低高能状态转变为高能状态，故C错误；
D．判断反应能否自发进行，可根据焓变和熵变的综合判据判断，即当△G=△H-T•△S＜0时，反应能自发进行，故D正确．
故选C．
H2和Cl2反应生成HCl过程中的热效应可用下图表示，回答下列问题：
（1）△H1=______，△H2=______，△H3=______．
（2）据实验测定，H2和Cl2的混合气体在光照下反应生成HCl，你认为引发该反应的第一步是上图①～③中分子转化为原子的哪一步______（填序号）步，请说明原因：______
（3）该反应的热化学方程式为：______．
正确答案
+243 kJ•mol-1
+436 kJ•mol-1
-431 kJ•mol-1
①
Cl-Cl键的键能比H-H键的键能小，更易断裂，从而引发反应
H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）△H=-183 kJ•mol-1
解析
解：（1）化学键断裂要吸收能量，形成化学键要放出能量，则由表中数据可知△H1=+243 kJ•mol-1，△H2=+436 kJ•mol-1，△H3=-431 kJ•mol-1，
故答案为：+243 kJ•mol-1；+436 kJ•mol-1；-431 kJ•mol-1；
（2）引发该反应的第一步是上图①～③中分子转化为原子的第①步，因Cl-Cl键的键能比H-H键的键能小，更易断裂，从而引发反应，
故答案为：①；Cl-Cl键的键能比H-H键的键能小，更易断裂，从而引发反应；
（3）在反应中H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g），反应热等于反应物的总键能减生成物的总键能，则△H=（436+243-2×431）kJ/mol=-183 kJ•mol-1，
故答案为：H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）△H=-183 kJ•mol-1．
根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生下列反应：2N2（g）+6H2O（l）═4NH3 （g）+3O2（g）△H=a kJ•mol-1进一步研究NH3生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下：
（1）此合成反应的a______0，△S______0 （填“＞”“＜”或“=”）
（2）N2（g）+3H2（g）═2NH3 （g）△H=-92.4kJ•mol-1，2H2（g）+O2（g）=2H2O （l）△H=-571.6kJ•mol-1，则2N2（g）+6H2O（l）═4NH3 （g）+3O2（g）△H=______．
正确答案
解：（1）由表中数据可知，升高温度，NH3生成量增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应应为吸热反应，a＞0，由方程式可知反应生成气体的物质的量增多，则△S＞0，故答案为：＞；＞；
（2）已知：①N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1②2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1
则利用盖斯定律，将①×2-②×3可得常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式为2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g）
△H=2×（-92.4kJ•mol-1）-3×（-571.6kJ•mol-1）=+1536kJ•mol-1，
故答案为：2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g）△H=+1536kJ•mol-1．
解析
解：（1）由表中数据可知，升高温度，NH3生成量增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应应为吸热反应，a＞0，由方程式可知反应生成气体的物质的量增多，则△S＞0，故答案为：＞；＞；
（2）已知：①N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1②2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1
则利用盖斯定律，将①×2-②×3可得常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式为2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g）
△H=2×（-92.4kJ•mol-1）-3×（-571.6kJ•mol-1）=+1536kJ•mol-1，
故答案为：2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g）△H=+1536kJ•mol-1．
（2015春•嘉峪关校级期末）键能是指破坏（或形成）1mol化学键所吸收（或放出）的能量．化学反应就是旧键的断裂和新键形成的过程．现查得：H-H、Cl-Cl和H-Cl的键能分别为436KJ/mol、243KJ/mol和431KJ/mol，请用此数据估计，由Cl2、H2生成1molHCl时的热效应（ ）
正确答案
解析
解：化学反应中，旧键断裂吸收能量，形成新键放出能量，反应Cl2+H2=2HCl中，形成1molHCl时，
需要断裂0.5molCl-Cl键和0.5molH-H键，则吸收能量：0.5mol×436KJ/mol+0.5mol×243KJ/mol=339.5KJ，
生成1molHCl时需生成1molH-Cl键，放出1mol×431KJ/mol=431KJ能量，
则放出的能量为431KJ-339.5KJ=91.5KJ，
故选B．
下列反应过程中的能量变化情况符合如图的是（ ）
正确答案
解析
解：A、NaOH与H2SO4发生中和反应，是放热反应，故A错误；
B、氧化钙和水反应，是放热反应，故B错误；
C、NH4Cl和Ba（OH）2•8H2O的反应，是铵与碱的反应是吸反应，故C正确；
D、可燃物的燃烧是放热反应，故D错误；
故选C．
下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、化学反应发生物质变化的同时一定发生能量变化，故A错误；
B、有的物理变化过程也伴随能量变化，如水的三态变化，故B错误；
C、在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量高于或是低于生成物的总能量，使得化学反应表现为吸热或是放热，故C错误；
D、根据焓变和熵变的综合判据，当△H-T•△S＜0时，反应可自发进行，有的吸热反应在一定的条件下也能自发进行，故D正确．
故选D．
对于Zn（s）+H2SO4（aq）=ZnSO4（aq）+H2（g）△H＜0 的化学反应下列叙述不正确的是（ ）
A
反应过程中能量关系可用如图表示
B△H的值与反应方程式的计量系数有关
C若将该反应设计成原电池则锌为负极
D若将其设计为原电池，当有32.5g锌溶解时，正极放出气体一定为22.4L（标况）
正确答案
解析
解：A．反应为放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，图示正确，故A正确；
B．热化学方程式中，反应热与物质的物质的量呈正比，故B正确；
C．反应中Zn被氧化生成ZnSO4，当将该反应设计呈原电池时，Zn为负极，故C正确；
D．若将其设计为原电池，当有32.5g锌溶解时，转移电子1mol，则正极放出气体的体积在标况下为11.2L，故D错误．
故选D．
图一是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，回答下列问题：
（1）图一中气体A的俗称是______
（2）合成氨工业是煤化工产业链中非常重要的一步．已知有一组数据：破坏1mol氮气中的化学键需要吸收946kJ能量；破坏0.5mol氢气中的H-H键需要吸收218kJ的能量；形成氨分子中1mol N-H键能够释放389kJ能量．图二表示合成氨工业过程中能量的变化，请将图中①、②的能量变化的数值，填在下边的横线上．
①______kJ，②______kJ
（3）煤化工产业的重要产品之一甲醇，是一种新型的汽车动力燃料，发达国家等一般通过CO和H2化合制备甲醇，该反应的化学方程式为：CO （g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）①下列描述中能说明上述反应已达平衡的是______；
A．容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B.2v（H2）正=v（CH3OH）逆
C．容器中气体的压强保持不变
D．单位时间内生成n molCO的同时生成2n mol H2
②在容积固定的恒温密闭容器中充入CO和H2发生上述反应，反应在第4min时候达到其限度，此时容器中压强与反应前之比为3：5，容器内物质的各种物质的量浓度如下表：
则b=______
（4）甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污 染电动汽车的车载电池，其工作原理如图3所示，该燃料电池的电池反应式为2CH3OH （g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l），则负极的电极反应式为______，正极附近pH值______（填写“增大”、“减小”或者“不变”）
正确答案
解：（1）煤的气化生成CO和氢气，俗称水煤气，故答案为：水煤气；
（2）①为破坏1mol氮气和3mol氢气中化学键所吸收的能量，等于946kJ+3×2×218kJ=2254kJ，
故答案为：2254；
②等于形成生成物中新的化学键释放的能量减去破坏1mol氮气和3mol氢气中化学键所吸收的能量，即：2334kJ-2254kJ=80kJ，
故答案为：80；
（3）①A、气体的总质量不变，气体的物质的量变化，根据M=
B、2v（H2）正=v（CH3OH）逆，化学反应速率之比不等于化学计量数之比，证明正、逆速率不等，故B错误；
C、对于气体而言，该反应不是一个等体积、等物质的量的反应，容器中气体的压强随着气体的物质的量的变化而变化，当压强不变说明处于化学平衡状态，故C正确；
D、生成n molCO的同时生成2n mol H2均代表逆反应速率，不能说明正、逆速率相等，故D错误；
故答案为：A、C；
②恒温恒压条件下，气体的压强与物质的量浓度成正比，平衡时气体的浓度和为：（0.200+0.300）mol/L×
CO （g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△n
1 2 1 2
x 0.200mol/L
x=0.200mol/L，因此b=0.300mol/L-0.200mol/L=0.100mol/L，
故答案为：0.100；
（4）可燃物甲醇在负极失去电子生成二氧化碳，负极电极反应式为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，正极为氧气得电子生成氢氧根离子，所以正极附近的PH值增大，
故答案为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；增大．
解析
解：（1）煤的气化生成CO和氢气，俗称水煤气，故答案为：水煤气；
（2）①为破坏1mol氮气和3mol氢气中化学键所吸收的能量，等于946kJ+3×2×218kJ=2254kJ，
故答案为：2254；
②等于形成生成物中新的化学键释放的能量减去破坏1mol氮气和3mol氢气中化学键所吸收的能量，即：2334kJ-2254kJ=80kJ，
故答案为：80；
（3）①A、气体的总质量不变，气体的物质的量变化，根据M=
B、2v（H2）正=v（CH3OH）逆，化学反应速率之比不等于化学计量数之比，证明正、逆速率不等，故B错误；
C、对于气体而言，该反应不是一个等体积、等物质的量的反应，容器中气体的压强随着气体的物质的量的变化而变化，当压强不变说明处于化学平衡状态，故C正确；
D、生成n molCO的同时生成2n mol H2均代表逆反应速率，不能说明正、逆速率相等，故D错误；
故答案为：A、C；
②恒温恒压条件下，气体的压强与物质的量浓度成正比，平衡时气体的浓度和为：（0.200+0.300）mol/L×
CO （g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△n
1 2 1 2
x 0.200mol/L
x=0.200mol/L，因此b=0.300mol/L-0.200mol/L=0.100mol/L，
故答案为：0.100；
（4）可燃物甲醇在负极失去电子生成二氧化碳，负极电极反应式为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，正极为氧气得电子生成氢氧根离子，所以正极附近的PH值增大，
故答案为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；增大．
下列说法中，不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，还有光能等，故A正确；
B．反应是放热反应还是吸热反应与反应条件无关，故B错误；
C．化学键的断裂需要吸收能量，化学键形成释放出能量，故C正确；
D．反应物和生成物总能量的相对大小决定化学反应放出还是吸收能量，故D正确；
故选B．
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