- 化学反应与能量
- 共8781题
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．
（2014•泗阳县校级一模）化学中图象可以直观地描述化学反应的进程或结果，下列图象描述正确的是（ ）
A
表示化学反应H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）的能量变化，则该反应的反应热△H=183 kJ•mol-1
B
表示室温时用0.1 mol•L-1盐酸滴定20 mL 0.1 mol•L-1NaOH溶液，溶液pH随加入酸体积变化
C
表示体积和pH均相同的HCl和CH3COOH两种溶液中，分别加入足量的锌，产生H2的体积随时间的变化，则a表示CH3COOH溶液
D
表示10 mL 0.1mol/L Na2CO3和NaHCO3两种溶液中，分别滴加0.1mol/L HCl，产生CO2的体积随盐酸体积的变化，则b表示Na2CO3溶液
正确答案
解析
解：A、图象分析可知反应物能量高于生成物，反应是放热反应，表示化学反应H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）的能量变化，则该反应的反应热△H=-183 kJ•mol-1；故A错误；
B、盐酸和 氢氧化钠酸碱中和反应，在滴定到最后一滴恰好反应时，溶液PH存在突跃，图象不符合变化过程，故B错误；
C、盐酸和醋酸是一元酸，醋酸是弱酸，盐酸是强酸，表示体积和pH均相同，开始氢离子浓度相同反应速率相同，反应过程中醋酸溶液中氢离子浓度大于盐酸，生成氢气的体积大于盐酸，图象符合变化过程，故C正确；
D、碳酸钠溶液中滴入盐酸显生成碳酸氢钠后，滴入盐酸开始生成气体，碳酸氢钠溶液中滴入盐酸开始有气体生成，a为碳酸氢钠溶液，故D错误；
故选：C．
已知：C（石墨）→C（金刚石）△H＞0，则可以判断（ ）
正确答案
解析
解：C（石墨）→C（金刚石）△H＞0，反应吸热，可说明石墨能量较低，物质的总能量越高越不稳定，则石墨比金刚石稳定．
故选C．
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．
在火箭推进器中装有还原剂肼（N2H4）和强氧化剂H2O2，当它们混合时，即产生大量的氮气和水蒸气，并放出大量的热量．已知0.4mol液态肼和足量双氧水反应生成氮气和水蒸气时放出256.65KJ的热量．
（1）写出肼和过氧化氢的结构式 肼______，过氧化氢______
（2）写出肼和双氧水反应的热化学方程式______．
（3）已知H2O（l）═H2O（g）；△H=+44KJ/mol，则16g液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时，放出的热量是______．
（4）已知N2（g）+2O2（g）═2NO2（g）；△H=+67.7KJ/mol，
N2H4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g）；△H=-534KJ/mol，
则肼与NO2完全反应的热化学方程式为______．
正确答案
N2H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=-641.625kJ/mol
408.8KJ
2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）；△H=-1135.7KJ/mol
解析
解：（1）肼分子式为NH2-NH2，每个氮原子形成三个化学键，结构式为：
故答案为：
（2）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，32g肼燃烧放热641.625kJ；肼燃烧的热化学方程式为：N2H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=-641.625kJ/mol；
故答案为：N2H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=-641.625kJ/mol；
（3）①N2H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=-641.625kJ/mol，
②H2O（l）═H2O（g）△H=+44kJ/mol；
依据盖斯定律，①-②×4得到：N2H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（l）△H=-817.625kJ/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放热时408.8KJ；
故答案为：408.8KJ；
（4）已知①N2（g）+2O2（g）═2NO2（g）；△H=+67.7KJ/mol，
②N2H4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g）；△H=-534KJ/mol，
依据盖斯定律②×2-①得到肼与NO2完全反应的热化学方程式：2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）；△H=-1135.7KJ/mol；
故答案为：2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）；△H=-1135.7KJ/mol．
二甲醚（DME）被誉为“21世纪的清洁燃料”．由合成气制备二甲醚的主要原理如下：
反应Ⅰ：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H1
反应Ⅱ：2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2
反应Ⅲ：2CO（g）+4H2（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）△H3
相关反应在不同温度时的平衡常数及其大小关系如下表所示
回答下列问题：
（1）反应Ⅰ的△S______0（填“＞”或“＜”）；反应Ⅱ的平衡常数表达式为______，反应Ⅲ是______反应（填“吸热”或“放热”）．
（2）在合成过程中，因为有CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）反应发生，所以能提高CH3OCH3的产率，原因是______．
（3）如图1两条曲线分别表示反应I（按物质的量比：n（CO）：n（H2）=1：2）中压强为0.1MPa和5.0MPa下CO转化率随温度的变化关系，计算压强为0.1MPa、温度为200℃时，平衡混合气中甲醇的物质的量分数
是______．
（4）反应Ⅲ逆反应速率与时间的关系如图2所示：
①试判断t2时改变的条件是______或______．
②若t4扩大容器体积，t5达到平衡，t6时增大反应物浓度，请在上图中画出t4-t6的变化曲线．
正确答案
解：（1）CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）是一个气体体积减小的反应，所以熵值减小，△S＜0；
依据方程式2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）可知K=
从图中数据可知温度升高反应ⅠⅡ的平衡常数均减小，所以反应ⅠⅡ均是放热反应，△H1、△H2都小于0，利用盖斯定律Ⅰ×2+Ⅱ得反应Ⅲ，则△H3=2×△H1+△H2，△H1、△H2都小于0，所以△H3=2×△H1+△H2＜0，故反应Ⅲ是放热反应；
故答案为：＜；K=
（2）依据化学平衡移动原理：减小生成物浓度平衡向正方向移动，增大反应物浓度平衡向正方向移动，在CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）中反应消耗了H2O（g）有利于反应II、III正向移动；同时此反应生成了H2，有利于反应I、III正向移动；
故答案为：此反应消耗了H2O（g）有利于反应II、III正向移动；同时此反应生成了H2，有利于反应I、III正向移动；
（3）从方程式可知，反应物有3mol气体，生成物有2mol气体，所以压强增大时平衡气体体积减小的方向移动，即正向移动，在200℃时，转化率高的压强大，故A曲线对应压强为5.0MPa，曲线对应压强为0.1MPa，从图中可知压强为0.1MPa、温度为200℃时CO的转化率为0.5，设加入COamol，则有H22amol
CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）．
反应前（mol） a 2a 0
反应了（mol） 0.5a a 0.5a
平衡时（mol） 0.5a a 0.5a
可求得
故答案为：25%；
（4）①该反应是一个反应前后气体体积减小的且是正反应是放热的化学反应，t2时逆反应速率增大，且平衡时反应速率大于t2时反应速率，平衡向逆反应方向移动，改变的条件为增大生成物C浓度或升高温度；
故答案为：增大生成物C浓度或升高温度；
②t4时降压，逆反应速率减小，平衡逆向移动，随着反应的进行，逆反应速率减小，在t5时达到新的平衡状态，t6时增大反应物的浓度，t6点逆反应速率不变，平衡向正反应方向移动，随着反应的进行，逆反应速率增大，大于原平衡浓度，所以其图象为：
故答案为：
解析
解：（1）CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）是一个气体体积减小的反应，所以熵值减小，△S＜0；
依据方程式2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）可知K=
从图中数据可知温度升高反应ⅠⅡ的平衡常数均减小，所以反应ⅠⅡ均是放热反应，△H1、△H2都小于0，利用盖斯定律Ⅰ×2+Ⅱ得反应Ⅲ，则△H3=2×△H1+△H2，△H1、△H2都小于0，所以△H3=2×△H1+△H2＜0，故反应Ⅲ是放热反应；
故答案为：＜；K=
（2）依据化学平衡移动原理：减小生成物浓度平衡向正方向移动，增大反应物浓度平衡向正方向移动，在CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）中反应消耗了H2O（g）有利于反应II、III正向移动；同时此反应生成了H2，有利于反应I、III正向移动；
故答案为：此反应消耗了H2O（g）有利于反应II、III正向移动；同时此反应生成了H2，有利于反应I、III正向移动；
（3）从方程式可知，反应物有3mol气体，生成物有2mol气体，所以压强增大时平衡气体体积减小的方向移动，即正向移动，在200℃时，转化率高的压强大，故A曲线对应压强为5.0MPa，曲线对应压强为0.1MPa，从图中可知压强为0.1MPa、温度为200℃时CO的转化率为0.5，设加入COamol，则有H22amol
CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）．
反应前（mol） a 2a 0
反应了（mol） 0.5a a 0.5a
平衡时（mol） 0.5a a 0.5a
可求得
故答案为：25%；
（4）①该反应是一个反应前后气体体积减小的且是正反应是放热的化学反应，t2时逆反应速率增大，且平衡时反应速率大于t2时反应速率，平衡向逆反应方向移动，改变的条件为增大生成物C浓度或升高温度；
故答案为：增大生成物C浓度或升高温度；
②t4时降压，逆反应速率减小，平衡逆向移动，随着反应的进行，逆反应速率减小，在t5时达到新的平衡状态，t6时增大反应物的浓度，t6点逆反应速率不变，平衡向正反应方向移动，随着反应的进行，逆反应速率增大，大于原平衡浓度，所以其图象为：
故答案为：
（2011春•葫芦岛校级月考）某些化学键的键能数据如下表所示（kJ•mol-1）：
分析上表中数据，下列结论正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、旧键的断裂是需要吸热的过程，把1mol Cl2分解为气态原子时，需要吸收247 kJ能量，故A错误；
B、氢气分子内部化学键键能最高，最稳定，化合物分子中，HI分子内部化学键键能最低，所以最不稳定的是HI，故B正确；
C、在一定条件下，1mol H2 与足量的Cl2、Br2、I2 分别反应，单质和氢气化合的难易程度是：Cl2＞Br2＞I2，所以放出的热量由少到多的是I2＞Br2＞Cl2，故C错误；
D、单质和氢气化合越容易，放出的热量越高，单质和氢气化合的难易程度是：F2＞Cl2，即1molH2在足量F2中燃烧比在Cl2中放热多，故D错误．
故选B．
下列各说法中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、反应的焓变是由生成物的总焓减去生成物的总焓，所以△H＞0kJ•mol-1表示吸热反应，△H＜0kJ•mol-1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，可以是分数，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．
已知25℃、101kPa下，下列反应
C（石墨）+O2（g）═CO2（g），燃烧1mol C（石墨）放热393.51kJ．
C（金刚石）+O2（g）═CO2（g），燃烧1mol C（金刚石）放热395.41kJ．
可以得出的结论是（ ）
正确答案
解析
解：①C（石墨）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.51kJ•mol-1，②C（金刚石）+O2（g）=CO2（g）△H=-395.41kJ•mol-1，
①-②可得：C（石墨）=C（金刚石）△H=+1.9kJ•mol-1，
A．石墨转化为金刚石吸热，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A错误；
B．石墨转化为金刚石吸热，金刚石能量大于石墨的总能量，故B正确；
C．金刚石和石墨是不同的物质，石墨转化为金刚石是化学变化，故C错误；
D．石墨和金刚石都是碳的同素异形体，故D错误．
故选B．
下列关于化学反应的熵变的叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、熵变是影响化学反应方向的因素之一，故A错误；
B、化学反应的熵变、焓变决定了反应的方向，当△H-T•△S＜0时，反应能自发进行，否则不能，故B错误；
C、熵是衡量混乱度大小的物理量，熵值增大的反应都是混乱度增大的反应，故C正确；
D、放热且熵值增大的反应能自发进行，故D错误．
故选：C．
关于图，下列说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、△E1是1molH2（g）和1molCl2（g）的总键能，是正反应的活化能，故A正确；
B、△E2是形成2mol HCl（g）时释放的总能量，是2mol HCl（g）的总键能，故B正确；
C、由图象分析反应为放热反应，反应热等于反应物的活化能减生成物的活化能，所以该反应的热化学方程式为：H2（g）+Cl2（g）=2 HCl（g）△H=-183kJ/mol，故C错误；
D、由图象分析该反应反应物的总能量大于生成物的总能量，故D正确；
故选C．
下列有关说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、盐类水解反应是吸热反应，0.1mol/L Na2CO3溶液35℃时，碳酸根离子水解程度大于25℃时的水解程度，水解程度大，碱性强，故A错误；
B、元最高价氧化物对应水化物的酸的酸性越强，则非金属元素的得电子能力越强，不能根据元素氢化物的酸性来比较，故B错误；
C、加入催化剂可以同等程度的改变反应的正逆反应速率，不会改变转化率，故C错误；
D、室温下，同浓度的Na2CO3溶液的pH比Na2SiO3溶液的pH大，证明碳酸酸性强于硅酸，所以非金属性C＞Si，故D正确．
故选D．
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