- 化学反应与能量的变化
- 共3280题
下列说法中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、熵减的吸热反应：△H-T△S＞0，则反应非自发进行，故A错误；
B、根据C（石墨，s）=C（金刚石，s）△H＞0，石墨的能量低，则石墨比金刚石稳定，故B错误；
C、催化剂既不会改变反应的限度又不会改变反应焓变，只改变反应速率，故C正确；
D、碳完全燃烧释放的热量多，但是焓变的比较包含正负号，则△H1＜△H2，故D错误；
故选C．
（2015秋•扬州期末）你被遗忘在火星上，如何生存下去等待救援呢？
（1）获得氢气．向火箭燃料液态联氨（N2H4）中加入铱催化剂，分解生成氮气和氢气．
已知：3N2H4（l）⇌4NH3（g）+N2（g）△H=-336.6kJ•mol-1
N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1
则N2H4（g）⇌N2（g）+2H2（g）△H=______kJ•mol-1，该反应平衡常数的表达式为______．
（2）获得氧气．火星大气中有稀薄的CO2．
以碱溶液为电解质可实现如下转化2CO2
（3）获得水．火星上含有高浓度高氯酸根的有毒卤水，可对其进行生物降解．
Ⅰ、在微生物的催化下，ClO4-可被CH3COO-还原，过程如图1所示，CH3COO-也可作为碳元素的来源，促进微生物生长．
①该过程中总反应的离子方程式为______．
②CH3COO-的浓度对ClO4-降解程度的影响如图2所示，则12小时后，CH3COO-浓度小于0.4g/L的条件下，ClO4-的降解几乎停滞的原因是______．
Ⅱ．高氯酸、盐酸和硝酸的酸性在水溶液中差别不大．某温度下，这三种酸在冰醋酸中的电离平衡常数如表所示．冰醋酸做溶剂，这三种酸酸性最强的是______．在冰醋酸中，盐酸的电离方程式为______．
正确答案
解：（1）已知：①3N2H4（l）⇌4NH3（g）+N2（g）△H=-336.6kJ•mol-1
②N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1
据盖斯定律，则①×
△H=（-336.6kJ•mol-1）×
故答案为：-50.6；K=
（2）转化2CO2
故答案为：△S＞0；2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-；
（3）Ⅰ、①微生物的催化下，ClO4-可被CH3COO-还原，得到二氧化碳和氯离子，离子方程式为：ClO4-+CH3COO-+H+=2CO2+2H2O+Cl-，故答案为：ClO4-+CH3COO-+H+=2CO2+2H2O+Cl-；
②根据CH3COO-的浓度对ClO4-降解程度的影响图可以看出：CH3COO-浓度过低，不能促进微生物生长CH3COO-浓度小于0.4g/L的条件下，ClO4-的降解几乎停滞，故答案为：CH3COO-浓度过低，不能促进微生物生长，失去催化作用，反应速率显著降低；
Ⅱ、电离平衡常数越大，酸的电离程度越大，酸性越强，所以这三种酸酸性最强的是HClO4；在冰醋酸中，盐酸不能完全电离，电离方程式为：HCl⇌H++Cl-．
故答案为：HClO4；HCl⇌H++Cl-．
解析
解：（1）已知：①3N2H4（l）⇌4NH3（g）+N2（g）△H=-336.6kJ•mol-1
②N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1
据盖斯定律，则①×
△H=（-336.6kJ•mol-1）×
故答案为：-50.6；K=
（2）转化2CO2
故答案为：△S＞0；2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-；
（3）Ⅰ、①微生物的催化下，ClO4-可被CH3COO-还原，得到二氧化碳和氯离子，离子方程式为：ClO4-+CH3COO-+H+=2CO2+2H2O+Cl-，故答案为：ClO4-+CH3COO-+H+=2CO2+2H2O+Cl-；
②根据CH3COO-的浓度对ClO4-降解程度的影响图可以看出：CH3COO-浓度过低，不能促进微生物生长CH3COO-浓度小于0.4g/L的条件下，ClO4-的降解几乎停滞，故答案为：CH3COO-浓度过低，不能促进微生物生长，失去催化作用，反应速率显著降低；
Ⅱ、电离平衡常数越大，酸的电离程度越大，酸性越强，所以这三种酸酸性最强的是HClO4；在冰醋酸中，盐酸不能完全电离，电离方程式为：HCl⇌H++Cl-．
故答案为：HClO4；HCl⇌H++Cl-．
（1）肼和氧气燃烧反应中，反应物的总能量______生成物的总能量．（填“大于”“小于”或“等于”）
（2）断裂1molN-H键所需的能量（kJ）是______．
正确答案
大于
391
解析
解：（1）肼和氧气燃烧反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，故答案为：大于；
（2）根据图中内容，可以看出N2H4（g）+O2（g）=2N（g）+4H（g）+2O（g），△H3=2752kJ/mol-534kJ/mol=2218kJ/mol，化学反应的焓变等于产物的能量与反应物能量的差值，旧键断裂吸收能量，新键生成释放能量，
设断裂1molN-H键所需的能量为K，旧键断裂吸收的能量：154+4K+500=2218，解得K=391，
故答案为：391．
下列关于判断过程的方向的说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：在给定的条件下，无须外界做功，一经引发即能自动进行的化学反应，为自发反应．从热力学上判断就是：△G=△H-△ST＜0．
A．反应能否自发取决于焓变和熵变的复合判据，对于吸热反应，在一定温度下也能进行，故A错误；
B、C（石墨）=C（金刚石）；通常状况下△H＞0，△S＜0，反应是不自发的，而且将金刚石加热到1000℃可以变成石墨．故B错误；
C．△G=△H-T•△S＜0时，反应能自发进行，适合于所有的过程，故C正确；
D．同一物质的固、液、气三种状态的熵值依次增大，故D错误；
故选C．
根据反应Br+H2⇌HBr+H的能量对反应历程的示意图甲进行判断，下列叙述中不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：根据反应物的总能量小于生成物的总能量，可知反应吸热，
A、因正反应为吸热反应，故A正确；
B、催化剂不影响反应物和生成物能量高低，不影响反应热，故B正确；
C、催化剂能够降低反应的活化能，加快反应速率，故C正确；
D、催化剂能够同等程度地增大正逆反应速率，故D错误；
故选D．
正确答案
解析
解：A、热化学方程式必须标注物质的聚集状态反应的焓变，该反应的热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g），△H=-92kJ•mol-1，故A正确；
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，但不改变化学平衡，反应的热效应不变，故图象中的b曲线是加入正催化剂时的能量变化曲线，故B正确；
C、催化剂能改变反应的路径，使发生反应所需的活化能降低，但不改变化学平衡，反应的热效应不变，故C错误；
D、向密闭容器中通入1mol N2和3mol H2，不可能完全转化，所以达到平衡时放出热量Q1kJ＜92.4kJ；另一容积相同的密闭容器中通入2mol N2和6mol H2，达到平衡时放出热量理论上讲应该是2×92.2kJ=184KJ，但反应物不可能充分进行彻底，所以Q2＜184KJ，同时通入2mol N2和6mol H2的压强比通入1mol N2和3mol H2的大了，平衡还会向正向移动，放出的热量还会增大，即Q2＞2Q1，故D正确．
故选C．
已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下：
H2（g）+Cl2（g）═2HCl（g）△H1
H2（g）+Br2（g）═2HBr（g）△H2
有关上述反应的叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．因为Cl2比Br2活泼，Cl-Cl键能较大，放出的热量更多，应为△H1＜△H2，故A正确；
B．两个反应都是放热反应，生成物的总能量低于反应物的总能量，故B错误；
C．由热化学方程式可知，生成2mol氯化氢放出的热量才是|△H1|，故C错误；
D．物质在气态时具有的能量一般高于液态和固态时，则1molHBr（g）具有的能量高于1molHBr（l）具有的能量，故D错误；
故选A．
正确答案
解析
解：由图可知：反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，该反应为放热反应，△H＜0，
故选B．
单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．单斜硫的能量比正交硫的能量高，S（s，单斜）=S（s，正交）△H=-0.33kJ/mol，为放热反应，故A错误；
B．物质的能量越高越不稳定，则正交硫比单斜硫稳定，故B正确；
C．由图象可以看出，单斜硫的能量比正交硫的能量高，故C错误；
D．互为逆过程的反应的焓变互为相反数，即1molSO2（g）分解成lmol S（s，单斜）和lmol O2（g）时会吸收的能量，故D错误．
故选B．
航天飞船可用肼（N2H4）作动力源．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，化学方程式如下：N2H4+2H2O2═N2↑+4H2O．下列说法中错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、N2H4中N元素为-2价，反应后生成N2为0价，所以N元素化合价升高，所以肼作还原剂，故A正确；
B、1g液态肼和足量液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气时放出20.05kJ的热量，则1mol肼反应放出的热量为32×20.05=641.60（kJ），故B正确；
C、肼中存在N-H键也有N-N键，结构简式为
D、反应放热，所以反应物的总能量高于生成物的总能量，故D正确．
故选：C．
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