化学反应与能量的变化_章节学习

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题型：单选题

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单选题

化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的．如图为N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）过程中的能量变化，下列说法正确的是（　　）

A1 mol N2（g）和NA个 O2（g）反应放出的能量为180 kJ

B1 mol N2（g）和1 mol O2（g）具有的总能量小于2 mol NO（g）具有的总能量

C通常情况下，N2（g）和O2（g）混合能直接生成NO

DNO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水

正确答案

B

解析

解：A、焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量，N2+O2=2NO，△H=946KJ/mol+498KJ/mol-2×632KJ/mol=180KJ/mol，反应是吸热反应，故A错误；

B、依据A计算可知反应是吸热反应，依据能量守恒，1 mol N2（g）和1 mol O2（g）具有的总能量小于2 mol NO（g）具有的总能量，故B正确；

C、通常情况下，N2（g）和O2（g）混合不能直接生成NO，故C错误；

D、一氧化氮不能和氢氧化钠反应，不是酸性氧化物，故D错误；

故选B．

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题型：单选题

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单选题

（2015秋•成都校级期中）化学与社会、生产、生活密切相关．下列说法不正确的是（　　）

A家用燃气灶是化学能转化为热能的应用装置

B食品放入冰箱中，因为温度低，变质速率降低，所以食品能够保存较长时间

C将煤气化，有利于提供更多的能量，而且有效地减少温室气体的产生

D因为食用醋中含有酸，可以用来清洗锅垢

正确答案

C

解析

解：A、家用燃气是烃的燃烧过程，是化学能转化为热能的过程，故A正确；

B、温度降低会减小腐蚀反应的速率，放在冰箱中的食品保质期较长，这与温度对反应速率的影响有关，故B正确；

C、将煤气化，根据盖斯定律，将煤气化，不会改变燃烧过程的能量，故C错误；

D、醋酸可以和水垢的成分之间碳酸钙、氢氧化镁之间发生反应得到易溶于水的物质，所以食用醋可以用来清洗锅垢，故D正确．

故选C．

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题型：填空题

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填空题

一氧化碳是一种用途广泛的化工基础原料．

（1）利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍：

Ni（s）+4CONi（CO）4（g），则该反应的△H______．（选填“＞”或“＜”）．

（2）在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫．已知：

C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ•mol -1

CO2（g）+C（s）=2CO（g）△H2=+172.5kJ•mol -1

S（s）+O2（g）=SO2（g）△H3=-296.0kJ•mol -1

请写出CO除SO2的热化学方程式______．

（3）工业上用一氧化碳制取氢气的反应为：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），已知420℃时，该反应的化学平衡常数为9.0．如果反应开始时，在2L的密闭容器中充入CO和H2O的物质的量都是0.60mol，5min末达到平衡，则此时CO的转化率为______，H2的平均生成速率为______．

（4）如图l是一种新型燃料电池，它以CO为燃料，一定比例的Li2CO3和Na2CO3熔融混合物为电解质，图2是粗铜精炼的装置图，现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验．

回答下列问题：

①写出A极发生的电极反应式______．

②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应该与______极（填“C”或“D”）相连．

③当消耗标准状况下2.24L CO时，C电极的质量变化为______．

正确答案

＜

2CO（g）+SO2（g）=S（s）+2CO2（g）；△H3=-270 kJ•mol-1

75%

0.045mol/（L•min）

CO-2e-+CO32-=2CO2

D

增加6.4g

解析

解：（1）反应Ni（s）+4CO（g） Ni（CO）4（g）为化合反应，大多数的化合反应为放热反应，放热反应的△H＜0，故答案为：＜；

（2）根据盖斯定律，反应2CO+SO2=S+2CO2的焓变=△H1-△H2-△H3=-270 kJ•mol-1，故答案为：2CO（g）+SO2（g）=S（s）+2CO2（g）；△H3=-270 kJ•mol-1；

（3）设参加反应的CO的浓度为x

CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）

起始浓度（mol/L）0.30 0.30 0 0

转化浓度（mol/L） x x x x

转化浓度（mol/L）0.30-x 0.30-x x x

K=9.0==，x=0.225，所以CO的转化率α（CO）=×100%=75%，氢气反应速率v（H2）==0.045mol/（L•min），

故答案为：75%；0.045mol/（L•min）；

（4）①CO具有还原性，在负极上发生氧化反应生成CO2，电极反应式为：CO-2e-+CO32-═2CO2，

故答案为：CO-2e-+CO32-=2CO2；

②因A为负极，B为正极，粗铜精炼时，粗铜作阳极，与电源的正极相连，故选：D

③当消耗标准状况下1.12L CO时，电极反应式：CO-2e-+CO32-=2CO2，失去电子为×2=0.1mol，精铜电极电极反应式：Cu2++2e-=Cu，由电子得失守恒可知Cu2+的物质的量为=0.1mol，精铜电极的质量增加的质量为：0.1mol×64g/mol=6.4g，

故答案：增加6.4g．

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题型：多选题

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多选题

（2015秋•松原期末）已知：2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1

2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（l）△H=-1 452kJ•mol-1

H+（aq）+OH-（aq）═H2O（l）△H=-57.3kJ•mol-1

下列说法正确的是（　　）

AH2（g）的燃烧热为571.6 kJ•mol-1

B0.5H2SO4（aq）+0.5Ba（OH）2（aq）═0.5BaSO4（s）+H2O（l）△H=-57.3 kJ•mol-1

C同质量的H2（g）和CH3OH（l）完全燃烧，H2（g）放出的热量多

D3H2（g）+CO2（g）═CH3OH（l）+H2O（l）△H=+131.4 kJ•mol-1

正确答案

C,D

解析

解：A．燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，H2的燃烧热为×571.6 KJ/mol，故A错误；

B、反应过程中除了氢离子和氢氧根离子反应放热，硫酸钡沉淀的生成也伴随有沉淀热的变化，故B错误；

C、2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1，1g氢气燃烧放热×571.6kJ=142.9kJ，2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（l）△H=-1452kJ•mol-1，1g甲醇燃烧放热×1452kJ=22.7kJ，同质量的H2（g）和CH3OH（l）完全燃烧，H2（g）放出的热量多，故C正确；

D、①2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1，②2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（l）△H=-1 452kJ•mol-1，根据盖斯定律×①-×②得到：3H2（g）+CO2（g）═CH3OH（l）+H2O（l）△H=+131.4 kJ•mol-1，故D正确．

故选CD．

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题型：单选题

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单选题

已知冰的熔化热为6.0kJ/mol，冰中氢键键能为20kJ/mol；假设1mol冰中有2mol 氢键，且熔化热完全用于破坏冰的氢键，则最多只能破坏冰中氢键的（　　）

A15%

B30%

C60%

D75%

正确答案

A

解析

解：冰是由水分子通过氢键形成的分子晶体，冰的熔化热为6.0kJ•mol-1，1mol冰变成0℃的液态水所需吸收的热量为6.0kJ，全用于打破冰的氢键，冰中氢键键能为20.0kJ•mol-1，1mol冰中含有2mol氢键，需吸收40.0kJ的热量，×100%=15%．由计算可知，最多只能打破1mol冰中全部氢键的15%，故选A．

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题型：简答题

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简答题

（2015秋•太原校级月考）当今世界，能源的发展日益成为全世界、全人类共同关心的问题．如图是乙烷（C2H6）、二甲醚（CH3OCH3）燃烧过程的能量变化图．请回答下列问题：

（1）乙烷的燃烧热△H=______．

（2）等物质的量的液态乙烷比气态乙烷完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量______（填“多”或“少”），其原因是______．

（3）根据该图写出二甲醚燃烧的热化学方程式：______．

（4）二氧化碳是重要的温室气体，从环保角度分析，放出相同的热量时选择______（填“乙烷”或“二甲醚”）作为燃料产生的CO2较少．

正确答案

解：（1）依据原子守恒分析可知氢原子守恒，6a=2，a=，则根据图象分析可知 mol乙烷完全燃烧放热520kJ，所以1mol乙烷完全燃烧放热为520KJ×3=1560kJ，则乙烷的燃烧热△H=-1560kJ．mol-1，

故答案为：-1560kJ．mol-1；

（2）液态乙烷变成气态要吸热，等物质的量的液态乙烷比气态乙烷完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量少，

故答案为：少；液态乙烷变成气态要吸热；

（3）根据图象分析可知mol二甲醚完全燃烧放热485KJ，则1mol二甲醚完全燃烧放热=485KJ×3=1455KJ，反应的热化学方程式为：CH3OCH3（g）+3O2（g）→2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1455 kJ•mol-1，

故答案为：CH3OCH3（g）+3O2（g）→2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1455 kJ•mol-1；

（4）根据图象可知，消耗相同物质的量的乙烷和二甲醚生成的二氧化碳相同，但放出的热量乙烷多，所以放出相同的热量时，选择乙烷作为燃料产生的CO2较少，

故答案为：乙烷．

解析

解：（1）依据原子守恒分析可知氢原子守恒，6a=2，a=，则根据图象分析可知 mol乙烷完全燃烧放热520kJ，所以1mol乙烷完全燃烧放热为520KJ×3=1560kJ，则乙烷的燃烧热△H=-1560kJ．mol-1，

故答案为：-1560kJ．mol-1；

（2）液态乙烷变成气态要吸热，等物质的量的液态乙烷比气态乙烷完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量少，

故答案为：少；液态乙烷变成气态要吸热；

（3）根据图象分析可知mol二甲醚完全燃烧放热485KJ，则1mol二甲醚完全燃烧放热=485KJ×3=1455KJ，反应的热化学方程式为：CH3OCH3（g）+3O2（g）→2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1455 kJ•mol-1，

故答案为：CH3OCH3（g）+3O2（g）→2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1455 kJ•mol-1；

（4）根据图象可知，消耗相同物质的量的乙烷和二甲醚生成的二氧化碳相同，但放出的热量乙烷多，所以放出相同的热量时，选择乙烷作为燃料产生的CO2较少，

故答案为：乙烷．

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题型：单选题

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单选题

下列各项与反应热的大小无关的是（　　）

A反应物的状态

B生成物的状态

C反应物的多少

D表示反应热的单位

正确答案

D

解析

解：反应热指化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热．反应热与可燃物的物质的量成正比，与物质状态有关，与表示反应热的单位无关．

故选D．

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题型：单选题

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单选题

下列推论正确的是（　　）

AS（g）+O2（g）=SO2（g）△H=a；S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=b；则a＞b

BC（石墨，s）=C（金刚石，s）；△H=+1.9kJ/mol，则可判定金刚石比石墨稳定

CNaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）；△H=-57.4kJ/mol，则含20gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全反应，放出的热量为28.7kJ

DCaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）△H＞0，则该反应任何温度下都能自发进行

正确答案

C

解析

解：A．S（s）→S（g）为吸热过程，S的燃烧为放热过程，△H＜0，固体硫燃烧放出的热量较少，则a＜b，故A错误；

B．由热化学方程式可知，石墨总能量小于金刚石，则石墨较稳定，故B错误；

C．n（NaOH）=0.5mol，放出的热量为0.5mol×57.4kJ/mol=28.7kJ，故C正确；

D．CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）△H＞0，△S＞0，由△G=△H-T•△S可知，当在较高温度下反应才能自发进行，故D错误．

故选C．

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题型：单选题

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单选题

（2015秋•威海期末）下列图示与对应的叙述不相符的是（　　）

A①表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化

B②表示0.1 mo1•L-1NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mo1•L-1HCl溶液所得到的滴定曲线

C③表示KNO3的溶解度曲线，图中a点所示的溶液是80℃时KNO3的不饱和溶液

D某可逆反应生成物的量随反应时间关系如图④所示，在t时反应物转化率达到最大

正确答案

A

解析

解：A、吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量，与图不符，故A错误；

B、强碱强氧化钠滴定盐酸溶液时，开始20.00mL0.1000mol•L-1盐酸溶液pH等于1，故B正确；

C、溶解度曲线上的点是饱和溶液，曲线以下的a点是不饱和溶液，故C正确；

D、对于可逆反应，当达到化学平衡状态时反应物的转化率最大，t时是平衡状态，反应物转化率是最大，故D正确．

故选A．

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题型：单选题

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单选题

一定条件下，用甲烷可以消除氮的氧化物（NOx）的污染．已知：

①CH4（g）+4NO2 （g）═4NO（g）+CO2 （g）+2H2 O（g）△H1=-574kJ•mol-1

②CH4 （g）+4NO（g）═2N2 （g）+CO2 （g）+2H2 O（g）△H2=-1160kJ•mol-1

下列选项不正确的是（　　）

ACH4 （g）+2NO2 （g）═N2 （g）+CO2 （g）+2H2 O（g）△H=-867 kJ•mol-1

BCH4 （g）+4NO2 （g）═4NO（g）+CO2 （g）+2H2O（l）△H3＜△H1

C若用0.2 mol CH4还原NO2至N2，则反应中放出的热量一定为173.4 kJ

D若用标准状况下2.24 L CH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子为0.8mol

正确答案

C

解析

解：A、反应①+②可得到2CH4（g）+4NO2（g）═2N2（g）+2CO2（g）+4H2O（ g ），△H=（-574kJ•mol-1）+（-1160kJ•mol-1）=-1734kJ•mol-1，

则CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（ g ）△H=-867kJ•mol-1，故A正确；

B、水蒸气变为液态的水是放热过程，所以生成液态的水放出的热量更多，但是焓变是负值，所以△H3＜△H1，故B正确；

C、由CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（ g ）△H=-867kJ•mol-1，放出的热量为0.2mol×867kJ•mol-1=173.4kJ，但是甲烷的反应不一定是完全的，反应有可能存在可逆性，故C错误；

D、甲烷的物质的量为=0.1mol，碳元素的化合价由-4价升高为+4价，则转移的电子总数为为0.1mol×8=0.8mol，故D正确；

故选C．

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