- 化学反应与能量
- 共8781题
已知2H2+O2
正确答案
解析
解：A、氢气在氧气中点燃发生燃烧，是放热反应，故A正确；
B、反应是放热反应，依据反应前后能量守恒得到，反应物总能量高于生成物，故B正确；
C、氢气和氧气反应是放热反应，逆向反应是吸热反应，水分解需要吸收能量，故C正确；
D、反应是放热反应，所以反应中断裂化学键吸收的能量低于形成化学键放出的能量，故D错误；
故选D．
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、放热反应有利于反应的自发进行，但是并不是自发反应都是放热反应，有的吸热反应也能自发进行，故A错误；
B、有的反应在一定的条件下能自发进行，有的不能，自发反应不是在任何条件下都能实现，故B错误；
C、熵增反应有利于反应的自发进行，但是自发反应不一定是熵增大的反应，故C错误；
D、铁在潮湿的空气中生锈属于自发过程，故D正确．
故选D．
下列说法正确的是（ ）
A实验测得石墨（s）、金刚石（s）的燃烧热△H（kJ•mol-1）分别为-393.5、-395.0，
则C（s石墨）═C（s金刚石）△H=+1.5kJ•mol-1
B500℃、30MPa下，将0.5mol N2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3（g），放热19.3kJ，其热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）
C在某些化学反应使用催化剂能改变该反应的焓变
D吸热反应一定需要加热才能使反应进行
正确答案
解析
解：A、将石墨和金刚石燃烧的热化学方程式作差，可以得到C（s石墨）═C（s金刚石）的反应，据盖斯定律计算焓变C（s石墨）═C（s金刚石）△H=-393.5kJ/mol-（-395.0kJ/mol）=+1.5kJ•mol-1，故A正确；
B、根据可逆反应的特点：反应物不能完全转化为产物，0.5mol N2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3（g），放热19.3kJ，1mol N2和3molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3（g），放热小于38.6kJ，故B错误；
C、使用催化剂能改变该反应的速率，不会引起平衡的移动，不会引起焓变的变化，故C错误；
D、有的吸热反应不需加热就可发生，如氯化铵和氢氧化钡之间的反应是吸热反应，但是无需任何条件就可以发生，故D错误．
故选A．
（1）某学习兴趣小组利用H2SO4溶液与 NaOH溶液反应来测中和热，将V1 mL 0.4mol/L 的H2SO4溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示（实验中始终保持V1+V2=50mL）．
①所用NaOH溶液物质的量浓度为______ mol/L
②实验测得中和热△H=-57.3kJ•mol-1，写出用H2SO4溶液与 NaOH溶液反应表示中和热的热化学方程式______．
（2）据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂．下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是______
（3）氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点．
已知：
CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=+206.2kJ•mol-1
CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）△H=-247.4kJ•mol-1
以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢气方法．写出CH4（g）与H2O（g）反应生成CO2（g）和H2（g）的热化学方程式______．
（4）利用水蒸气分解也可以制得氢气，下表为几种常见化学键的键能数据：
根据上表数据计算，利用水蒸气分解制得2gH2所需要吸收的能量______kJ．
正确答案
解：（1）①恰好反应时参加反应的硫酸溶液的体积是30mL，由V1+V2=50mL，消耗的氢氧化钠溶液的体积为20mL，设恰好反应时氢氧化钠溶液中溶质的物质的量为n，
H2SO4 +2NaOH═Na2SO4 +2H2O
1 2
0.4mol•L-1×0.03L n
则n=0.4mol•L-1×0.03L×2=0.024mol，
所以浓度C=
故答案为：1.2；
②实验测得中和热△H=-57.3kJ•mol-1，稀强酸、稀强碱反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量，稀硫酸和氢氧化钡钠稀溶液都是强酸和强碱的稀溶液，则反应的热化学方程式为：
故答案为：
（2）A．水的分解为吸热反应，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．加入催化剂反应热不变，并且图象符合反应物的总能量小于生成物的总能量，故B正确；
C．化学反应一定伴随着能量变化，反应物的总能量与生成物的总能量不相等，故C错误；
D．加入催化剂降低反应的活化能，图象不符合，故D错误；
故选B；
（3）①CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=+206.2kmol-1
②CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）△H=-247.4kJmol-1
据盖斯定律，①×2-②得：CH4（g）+2H2O（g）═CO2（g）+4H2（g）△H=+659.8kmol-1，
故答案为：CH4（g）+2H2O（g）═CO2（g）+4H2（g）△H=+659.80kmol-1；
（4）1mol水中含有2molH-O键，△H=反应物的总键能-生成物的总键能，所以2H2O（g）=2H2（g）+O2（g）△H=4×464kJ/mol-2×436kJ/mol-498kJ/mol=+486kJ/mol，2gH2的物质的量为
解析
解：（1）①恰好反应时参加反应的硫酸溶液的体积是30mL，由V1+V2=50mL，消耗的氢氧化钠溶液的体积为20mL，设恰好反应时氢氧化钠溶液中溶质的物质的量为n，
H2SO4 +2NaOH═Na2SO4 +2H2O
1 2
0.4mol•L-1×0.03L n
则n=0.4mol•L-1×0.03L×2=0.024mol，
所以浓度C=
故答案为：1.2；
②实验测得中和热△H=-57.3kJ•mol-1，稀强酸、稀强碱反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量，稀硫酸和氢氧化钡钠稀溶液都是强酸和强碱的稀溶液，则反应的热化学方程式为：
故答案为：
（2）A．水的分解为吸热反应，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．加入催化剂反应热不变，并且图象符合反应物的总能量小于生成物的总能量，故B正确；
C．化学反应一定伴随着能量变化，反应物的总能量与生成物的总能量不相等，故C错误；
D．加入催化剂降低反应的活化能，图象不符合，故D错误；
故选B；
（3）①CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=+206.2kmol-1
②CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）△H=-247.4kJmol-1
据盖斯定律，①×2-②得：CH4（g）+2H2O（g）═CO2（g）+4H2（g）△H=+659.8kmol-1，
故答案为：CH4（g）+2H2O（g）═CO2（g）+4H2（g）△H=+659.80kmol-1；
（4）1mol水中含有2molH-O键，△H=反应物的总键能-生成物的总键能，所以2H2O（g）=2H2（g）+O2（g）△H=4×464kJ/mol-2×436kJ/mol-498kJ/mol=+486kJ/mol，2gH2的物质的量为
正确答案
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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
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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．
尿素[CO（NH2）2]是首个由无机物人工合成的有机物．工业上合成尿素的反应如下：
2NH3（g）+CO2（g）⇌CO（NH2）2（I）+H2O（I）△H＜0．回答下列问题：
（1）已知工业上合成尿素分两步进行，相关反应如下：
反应Ⅰ.2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（s）△H1＜0
反应Ⅱ．NH2COONH4（s）⇌CO（NH2）2（I）+H2O（I）△H2＞0
下列示意图1中[a表示2NH3（g）+CO2（g），b表示NH3COONH4（s），c表示CO（NH2）2（l）+H2O（l）]，能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线是（填序号）______．
（2）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在恒定温度下，将氨气和二氧化碳按2：1的物质的量之比充入一体积为10L的密闭容器中（假设容器体积不变，生成物的体积忽略不计），经20min达到平衡，各物质浓度的变化曲线如下图2所示．
①在上述条件下，从反应开始至20min时，二氧化碳的平均反应速率为______．
②为提高尿素的产率，下列可以采取的措施有______．
A．缩小反应容器的容积B．升高温度
C．平衡体系中及时分离出CO（NH2）2D．使用合适的催化剂
③该反应的平衡常数表达式K=______；若升高体系的温度，容器中NH3的体积分数将______（填“增加”、“减小”或“不变”）．
④若保持平衡的温度和压强不变，再向容器中充入3mol的氨气，则此时v正______v逆（填“＞”“=”或“＜”），判断理由______．
若保持平衡的温度和体积不变，25min时再向容器中充入2mol氨气和1mol二氧化碳，在40min时重新达到平衡，请在上图中画出25～50min内氨气的浓度变化曲线．
正确答案
解：（1）当反应物的能量高于生成物的能量时，反应是放热反应，当反应物的能量低于生成物的能量时，反应是吸热反应，据反应Ⅰ：2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（s）△H1＜0
反应Ⅱ：NH2COONH4（s）⇌CO（NH2）2（I）+H2O（I）△H2＞0，可以知道2NH3（g）和CO2（g）的能量和高于NH2COONH4（s）的能量，NH2COONH4（s）的能量低于CO（NH2）2（I）+H2O（I）的能量，故选C．
（2）①从反应开始至20min时，二氧化碳的平均反应速率=
②为提高尿素的产率，可以是化学平衡向着正反应方向进行，
A．缩小反应容器的容积，即增大压强，化学平衡正向移动，故A正确；
B．升高温度，化学平衡2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（s）△H1＜0逆向移动，故B错误；
C．平衡体系中及时分离出CO（NH2）2会增大产率，故C正确
D．使用合适的催化剂，不会引起平衡的移动，故D错误．
故选AC．
③该反应的平衡常数表达式K=
④若保持平衡的温度和压强不变，再向容器中充入3mol的氨气，体系的体积变大，氨气和二氧化碳的浓度会改变，分别为0.25mol/Lhe 0.05mol/L，此时
解析
解：（1）当反应物的能量高于生成物的能量时，反应是放热反应，当反应物的能量低于生成物的能量时，反应是吸热反应，据反应Ⅰ：2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（s）△H1＜0
反应Ⅱ：NH2COONH4（s）⇌CO（NH2）2（I）+H2O（I）△H2＞0，可以知道2NH3（g）和CO2（g）的能量和高于NH2COONH4（s）的能量，NH2COONH4（s）的能量低于CO（NH2）2（I）+H2O（I）的能量，故选C．
（2）①从反应开始至20min时，二氧化碳的平均反应速率=
②为提高尿素的产率，可以是化学平衡向着正反应方向进行，
A．缩小反应容器的容积，即增大压强，化学平衡正向移动，故A正确；
B．升高温度，化学平衡2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（s）△H1＜0逆向移动，故B错误；
C．平衡体系中及时分离出CO（NH2）2会增大产率，故C正确
D．使用合适的催化剂，不会引起平衡的移动，故D错误．
故选AC．
③该反应的平衡常数表达式K=
④若保持平衡的温度和压强不变，再向容器中充入3mol的氨气，体系的体积变大，氨气和二氧化碳的浓度会改变，分别为0.25mol/Lhe 0.05mol/L，此时
（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
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．
（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）+
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）+
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．
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．
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．
（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）+
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）+
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）+
故答案为：CH3OH（l）+
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）+
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）+
故答案为：CH3OH（l）+
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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