- 化学反应与能量的变化
- 共3280题
（8分）、已知：2H2(g)＋O2(g)＝2 H2O(l) △H=" -571.6" kJ·mol－1
H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=" -241.8" kJ/mol
C3H4(g)＋4O2(g) ＝3CO2(g) +2H2O(g) △H=" -2100.0" kJ·mol－1
根据上面两个热化学方程式回答下列问题：
（1）的燃烧热为 ；
（2）1mol和2molC3H4组成的混合气体完全燃烧生成液态水时释放的热量为
；
（3）现有和C3H4的混合气体
正确答案
略
（15分）（1）25℃时，0．1 mol·L－1的HA溶液中c(H+)/c(OH-)＝1010。请回答下列问题：
①HA是________(填“强电解质”或“弱电解质”)；
②在加水稀释HA溶液的过程中，随着水量的增加而减小的是________(填字母)。
A．c(H+)/c(HA) B．c(HA)/(A-) C．c(H＋)与c(OH－)的乘积 D．c(OH－)
③若M溶液是由上述HA溶液V1 mL与pH = 12的NaOH溶液V2 mL混合充分反应而得，则下列说法中正确的是
A．若溶液M呈中性，则溶液M中c(H+) + c(OH-) = 2．0×10-7 mol·L-1
B．若V1 =V2 ，则溶液M的pH一定等于7
C．若溶液M呈酸性，V1一定大于V2
D．若溶液M呈碱性，V1一定小于V2
（2）若已知在25℃，AgCl的Ksp = 1．8×10-10，现将足量AgCl分别放入：①100 mL 蒸馏水中；②100 mL 0．2mol·L-1 AgNO3溶液中；③100 mL 0．1mol·L-1 AlCl3溶液中；④100 mL 0．1mol·L-1盐酸中，充分搅拌后，相同温度下c(Ag+)由大到小的顺序是 （用序号连接）
（3）若1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)的ΔH ＝－99kJ·mol－1，单质硫的燃烧热为296kJ·mol－1，则由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH =
（4）对于2NO2(g)
①．A、C两点的反应速率：A>C
②．A、C两点气体的颜色：A深、C浅
③．B、C两点的气体的平均分子质量：B
④．由状态B到状态A，可以用加热方法
（5）下图是利用甲烷燃料电池电解50 mL 2 mol·L-1的氯化铜溶液的装置示意图：
请回答：
① 甲烷燃料电池的负极反应式是 。
② 当线路中有0．2 mol电子通过时，阴极增重____g。
正确答案
（1）①弱电解质（1分） ②B（2分） ③A D（2分）（2）②>①>④>③（2分）
（3）-1185 kJ·mol-1（2分） （4）④（2分）
（5）CH4 —8e— + 2H2O＝CO2 + 8H+（2分） 6．4（2分）
试题分析：（1）①25℃时，0．1 mol·L－1的HA溶液，若HA是强酸，则c(H+)/c(OH-)＝1012，实际上则c(H+)/c(OH-)＝1010，所以HA是弱酸，是弱电解质；②A．HA是弱酸，加水稀释促进电离，溶液中氢离子的物质的量增大，HA的物质的量减小，相同溶液中：n(H+)/n(HA)=c(H+)/c(HA)，其比值增大，错误；B．HA是弱酸，加水稀释促进电离，溶液中A—的物质的量增大，HA的物质的量减小，相同溶液中：n(HA)/n(A-)=c(HA)/c(A-)，其比值减小，正确；C．c（H+）与c（OH-）的乘积为水的离子积，温度不变，水的离子积常数不变，错误；D．加水稀释促进酸电离，氢离子浓度降低，但氢氧根离子浓度增大，错误；选B；③A．若溶液M呈中性，则c（H+）=c（OH-）=1×10-7mol•L-1，则c（H+）+c（OH-）=2×10-7mol•L-1，正确；B．若V1=V2，HA远过量，溶液M的pH小于7，错误；C．HA为弱酸，M溶液呈酸性，则V1不一定大于V2，错误；D．HA为弱酸，溶液呈碱性，V1一定小于V2，正确；选：AD；（2）②AgCl分别放入100mL 0.2mol•L-1AgNO3溶液中Ag+浓度为0.2mol/l抑制氯化银沉淀溶解，③AgCl分别放入100mL 0.1mol•L-1氯化铝溶液中氯离子浓度为0.3mol/L，银离子浓度=6×10-10mol/L；④AgCl分别放入100mL 0.1mol•L-1盐酸溶液中氯离子浓度为0.1mol/L，银离子为1.8×10-9mol/L；综上所述大小顺序为：②>①>④>③；（3）单质硫的燃烧热为296kJ•mol-1，则S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=-296kJ•mol-1，而 1mol SO2（g）氧化为1mol SO3的△H=-99kJ•mol-1，则SO2（g）+1/2O2（g）=SO3（g）△H=-99kJ•mol-1，由盖斯定律可得：S（s）+3/2O2（g）=SO3（g）△H=-296kJ•mol-1+（-99kJ•mol-1）=-395kJ•mol-1，所以S（s）生成3mol SO3（g）的△H为-395kJ•mol-1×3=-1185 kJ•mol-1；（4）2NO2(g)
（10分）烟气的脱硫（除SO2）技术和脱硝（除NOx）技术都是环境科学研究的热点。
⑴烟气脱硫、脱硝的环境意义是 ▲ 。
⑵选择性催化还原法的脱硝原理为：
6NOx＋4x NH3
①上述反应中每转移3mol电子，生成标准状况下N2的体积为 ▲ L。
②已知：2H2(g)＋O2(g) ＝2H2O (g) ΔH＝－483.6 kJ·mol－1
N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1
N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) ΔH＝－180.5kJ·mol－1
则反应6NO(g)＋4NH3(g)＝5N2(g)＋6H2O(g)的ΔH＝ ▲ 。
⑶目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝（NO）原理，其脱硝机理示意图如下图1，脱硝率与温度、负载率（分子筛中催化剂的质量分数）的关系如图2所示。
图1 图2
①写出该脱硝原理总反应的化学方程式： ▲ 。
②为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是 ▲ 。
正确答案
⑴防止酸雨的发生
⑵①
⑶①6NO＋3O2＋2C2H43N2＋4CO2＋4H2O ②350℃、负载率
略
在微生物作用的条件下，NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。这两步的能量变化示意图如下：
(1)第二步反应是 反应(选填“放热”或“吸热”)，判断依据是 。
(2)1 mol NH4+ (aq)全部氧化成NO2- (aq)的热化学方程式是 。
正确答案
(1)放热 ΔH＝－73 kJ/mol(或反应的总能量大于生成物的总能量)
(2)NH4+(aq)＋
(1)由题意知，NH4+第一步氧化为NO2-，第二步NO2-氧化为NO3-，第二步反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量，故第二步反应为放热反应。
(2)1 mol NH4+全部氧化成NO2-时，放出273 kJ的热量，则反应的热化学方程式为：NH4+ (aq)＋
（7分）把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径I：煤直接燃烧C(s) +O2 (g) == CO2(g) △H1<0 ①
途径II：先制成水煤气：C(s) +H2O(g) == CO(g)+H2(g) △H2>0 ②
再燃烧水煤气：2CO(g)+O2(g) == 2CO2(g) △H3<0 ③
2H2(g)+O2 (g) == 2H2O(g) △H4<0 ④
请回答下列问题：
(1)燃烧等量的煤，途径I放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)途径II放出的热量，其理论依据是 ；
(2) △H1、△H2、△H3、△H4的数学关系式是 。
正确答案
(1)等于 盖斯定律 (2)△ H1=△ H2+1/2(△ H3+△ H4)
根据盖斯定律可知，②＋③×1/2＋④×1/2即得到反应①，所以△ H1=△ H2+1/2(△ H3+△ H4)，因此两条途径放出的热量是相等的。
完成下列热化学方程式（化学方程式、电极反应式、表达式等）的书写：
（1）已知：2Cu(s)＋1/2O2(g)=Cu2O(s)；△H=-169kJ·mol-1，
C(s)＋1/2O2(g)=CO(g)；△H=-110.5kJ·mol-1，
Cu(s)＋1/2O2(g)=CuO(s)；△H=-157kJ·mol-1
用炭粉在高温条件下还原CuO生成Cu2O的热化学方程式是：
（2）在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)
（3）以甲烷、空气为反应物，KOH溶液作电解质溶液构成燃料电池，则负极反应式为： 。
（4）铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀的电池反应方程式为 。
（5）“镁—次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图，该电池反应的总反应方程式为_______________。
（6）工业上电解熔融氯化钠的方程式为 。
正确答案
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）Mg＋ClO－＋H2O＝Mg(OH)2↓＋Cl－
（6）
试题分析：（1）由盖斯定律，可知
（2）根椐平衡常数的定义知：
（3）甲烷被氧化，失去电子；电极反应式的书写要求，质量守恒，电荷守恒。
（4）铁在空气中接触氧气和水，被氧化为
（5）先写出电极反应方程式：
负极：Mg－2e－＝Mg2＋
正极：ClO－＋2e－＋H2O＝Cl－＋2OH－
因此总反应为：Mg＋ClO－＋H2O＝Mg(OH)2↓＋Cl－
（6）电解熔融的氯化钠：阴极：2Na＋＋2e－＝Na；阳极：2Cl――2e－＝Cl2↑
总的反应为：2NaCl(熔融) 
（4分）已知分解100 g CaCO3需要177．7 kJ的热量，而12 g碳完全燃烧，则放出393 kJ的热。求：
（1）煅烧1 t石灰石需要多少热量？
（2）这些热量
正确答案
（1）1．777×106 kJ （2）5．4×104 g
略
（6分）键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可以用于估算化学反应的反应热（△H），化学反应的△H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的化学键能之和的差。参考以下表格的键能数据，回答下列问题：
（1）比较下列两组物质的熔点高低（填“>”“<”）
SiC_______Si; SiCl4_______SiO2
（2）能否根据键能的数据判断单质Si晶体和化合物SiCl4的熔点高低？ （填“能”或“不能”）原因是：
（3）工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4（g）+2H2（g）
正确答案
（1） SiC>Si SiCl4
（2）不能、物质的熔点高低由构成物质微粒间作用力决定，Si晶体是原子晶体，微粒间作用力是共价键，SiCl4是分子晶体，微粒间作用力是分子间作用力比共价键弱
（3）△H为+236KJ/mol
（1）SiC、Si均为原子晶体，熔点高低决定与键能的大小，前者的共价键为Si—C，后为Si—Si，由于硅原子的半径大于碳原子半径，故前者的键长小，键能相对大，SiC的熔点相对高；
SiCl4、SiO2分别为分子晶体与原子晶体，分子晶体的熔点一般较低，而原子晶体的熔点一般特别高，故前者熔点低于后者
（2）不能，物质的熔点高低由构成物质微粒间作用力决定，Si晶体是原子晶体，微粒间作用力是共价键，SiCl4是分子晶体，微粒间作用力是分子间作用力，比共价键弱
（3）△H=反应物化学键的键能之和—生成物化学键能之和=4×360+2×436—2×176－4×431=+236KJ/mol
（15分）某石油液化气由丙烷和丁烷组成，其质量分数分别为80％和20％。它们燃烧的热化学方程式分别为：
C3H8(g)+5O2(g)==3CO2(g)+4H2O(1) △H＝-2 200kJ／mol
C4H10(g)+
有一质量为0.80kg、容积为4.0L的铝壶，将一壶20℃的水烧开需消耗液化石油气0.056kg，试计算该燃料的利用率。[已知水的比热为4.2kJ／(kg·℃)，铝的比热为0.88kJ／(kg·℃)]
正确答案
将水烧开所需热量为：Q=cm(t-t0)=(4.2×4.0+0.88×0.80)×(100-20)="1" 400(kJ)
所以，燃料的利用率为：
略
（15分）在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢，当它们混合时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4mol液态肼与足量过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量。
(1)写出肼和过氧化氢的结构式。肼__________________，过氧化氢______________ 。
(2)写出热化学方程式_________________________________________________。
(3)已知H2O(1)==H2O(g) △H＝+44kJ／mol，则16g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是_____________________ kJ。
(4)上述反应用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是________________________________________________________。
正确答案
(2)N2H4(1)+2H2O2(1)==N2(g)+4H2O(g) △H＝-641.625kJ／mol 4分
略
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