- 化学反应与能量
- 共8781题
相同温度下,容积相同的甲、乙、丙3个恒容密闭容器中发生可逆反应:
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g);△H=-197kJ•mol-1.实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:
下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、三个容器内尽管最终平衡相同,但起始量不同反应的热效应不同,正向反应是放热反应,逆向反应是吸热反应,所以Q1>Q2=Q3,故A错误;
B、在上述条件下反应生成2molSO3(s),气体转化为固体放热,所以反应放热应大于197kJ,故B正确;
C、温度相同,平衡常数相同,故C错误;
D、因为甲、乙、丙最终达到的平衡状态相同,所以三氧化硫的体积分数相同,故D错误.
故选B.
下列说法或表示法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、硫蒸气变化为硫固体为放热过程,则等量的硫蒸气和硫固体在氧气中分别完全燃烧,放出热量硫蒸气多,故A错误;
B、石墨比金刚石能量低,物质的能量越低越稳定,故B正确;
C、醋酸为弱电解质,电离吸热,所以将含1 mol CH3COOH的稀溶液与含1 mol NaOH的稀溶液混合,放出的热量小于57.3kJ,故C错误;
D、2g氢气燃烧放热285.8KJ,4g氢气燃烧放热应为2×285.8KJ=571.6KJ,故D错误.
故选B.
已知热化学方程式:H2O(g)=H2(g)+O2(g)△H=+241.8kJ/mol;H2(g)+
O2(g)=H2O(1)△H=-285.8kJ/mol当1g液态水变为水蒸气时,其热量变化是( )
正确答案
解析
解:①H2O(g)=H2(g)+O2(g)△H=+241.8kJ/mol
②H2(g)+O2(g)=H2O(1)△H=-285.8kJ/mol
依据盖斯定律②+①得到H2O(g)=H2O(1)△H=-44KJ/mol
当1mol液态水变为水蒸气时H2O(l)=H2O(g)△H=+44KJ/mol
当1g液态水变为水蒸气时,其热量变化是吸热2.44KJ;
故选B.
2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示.已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)的△H=-99kJ•mol-1.请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示______、______,E的大小对该反应的反应热______(填“有”或“无”)影响.该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点______ (填“升高”还是“降低”),△H______(填“变大”、“变小”或“不变”),理由是______.
(2)图中△H=______KJ•mol-1.
正确答案
解:(1)因图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量,E为活化能,反应热可表示为A、C活化能的大小之差,活化能的大小与反应热无关,加入催化剂,活化能减小,反应反应热不变;
故答案为:反应物能量;生成物能量;无;降低;不变;因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低,但不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,不改变反应热;
(2)因1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的△H=-99kJ•mol-1,所以2molSO2(g)氧化为2molSO3的△H=-198kJ•mol-1,
则2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)△H=-198KJ•mol-1,故答案为:-198.
解析
解:(1)因图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量,E为活化能,反应热可表示为A、C活化能的大小之差,活化能的大小与反应热无关,加入催化剂,活化能减小,反应反应热不变;
故答案为:反应物能量;生成物能量;无;降低;不变;因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低,但不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,不改变反应热;
(2)因1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的△H=-99kJ•mol-1,所以2molSO2(g)氧化为2molSO3的△H=-198kJ•mol-1,
则2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)△H=-198KJ•mol-1,故答案为:-198.
碳铵[(NH4)2CO3]在室温就能自发地分解产生氨气,对其说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.碳酸铵自发分解,(NH4)2CO3═2NH3↑+H2O+CO2↑,(NH4)2CO3为固体,产物氨气和二氧化碳为气体,气体的生成,使体系中熵增大,所以碳铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解,是△S增大决定的,故A正确;
B.碳酸铵在室温下就能自发地分解,但焓变不是自发反应的唯一因素,吸热反应有的可自发,有的不可自发,应根据△H-T△S进行判断反应是否自发进行,故B错误;
C.放热反应在常温下有的容易进行,有的不容易进行,如木炭的燃烧是一个放热反应,但需要点燃,碳铵[(NH4)2CO3]在室温就能自发地分解,但该反应为吸热反应,故C错误;
D.化学平衡常数K为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,K越大,说明生成物越多,反应物越少,转化率也越大,平衡常数K表示反应进行的程度,不表示反应速率的快慢,化学平衡常数K大,速率不一定大,故D错误;
故选A.
(2015秋•温州校级期末)下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、使用催化剂只是同倍数改变正逆反应速率,但平衡不移动,所以不能改变化学平衡状态,故A正确;
B、纯水电离出的氢离子和氢氧根离子的浓度相等,所以溶液呈中性,故B错误;
C、固体和纯液体加入反应物的量,但浓度不变,所以化学反应速率不一定增大,故C错误;
D、燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物分析,水生成的水不是稳定氧化物,应为液体,故D错误;
故选A.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.放热反应不一定自发进行,如铝热反应需要在高温下才能进行,而常温下不反应,故A错误;
B.铁在潮湿空气中生锈,发生电化学腐蚀,为自发进行的反应,故B正确;
C.化学反应能否自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据,自发进行的反应,熵不一定增大,故C错误;
D.电解池的反应是外加电源的反应,将电能转化为化学能,如断开电路,则反应不能自发进行,故D错误.
故选B.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.放热反应不一定不用加热就能进行,如铝热反应,为放热反应,但应在高温下才能进行,故A错误;
B.需要加热方能发生的反应不一定为吸热反应,如铝热反应,故B错误;
C.CO2与CaO化合是放热反应,从能量守恒的角度思考,CaCO3分解生成CO2与CaO,应吸收能量,故C正确;
D.反应物具有的总能量不一定高于生成物所具有总能量,如高于,为放热反应,反之为吸热反应,故D错误.
故选C.
白磷和红磷与氧气反应过程与能量的变化关系如图,E表示能量,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、依据图象分析,白磷能量高于红磷,所以红磷稳定,故A错误;
B、依据图象分析,白磷能量高于红磷,依据能量守恒,红磷转变为白磷是吸热反应,故B正确;
C、依据图象分析,红磷燃烧是放热反应,反应的热化学方程式:4P(s)+5O2(g)→P4O10(s)+E2-E3,故C错误;
D、图象分析可知,白磷燃烧是放热反应,故D错误;
故选B.
(2016•辽宁校级模拟)氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一.消除氮氧化物有多种方法.
(1)硝酸厂常用催化还原法处理尾气:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2.
已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ•mol-1
N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ•mol-1
则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是______.
(2)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术.发生的化学反应是2NH3(g)+NO(g)+NO2(g) 2N2(g)+3H2O(g)△H<0.为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是______.
(3)利用ClO2氧化氮氧化物反应过程如下:反应Ⅰ的化学方程式是2NO+ClO2+H2O═NO2+HNO3+HCl,反应Ⅱ的化学方程式是______.若有11.2LN2生成(标准状况),共消耗ClO2______g.
(4)工业废气中含有的NO2还可用电解法消除.用NO2为原料可制新型绿色硝化剂N2O5.制备方法之一是先将NO2转化为N2O4,然后采用电解法制备N2O5,如图.Pt(甲)为______极,电解池中生成N2O5的电极反应式是______.
正确答案
解:已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol ①
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol ②
由盖斯定律可知,①×2-②得4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g),
故△H=2×(-483.6kJ/mol)-67.7kJ/mol=-1034.9kJ/mol,
故热化学方程式为:4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=-1034.9kJ/mol,
故答案为:4H2(g)+2NO2(g)═N2(g)+4H2O(g)△H=-1034.9kJ•mol-1;
(2)2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)⇌2N2(g)+3H2O(g)△H<0,反应是气体体积增大的放热反应,依据化学平衡移动原理分析,增大氨气浓度,减小压强,降低温度;
故答案为:增大NH3浓度(或减小压强、降低温度);
(3)二氧化氮被还原为氮气,则亚硫酸根被氧化得到硫酸根,反应离子方程式为:2NO2+4SO32-=N2+4SO42-,化学方程式为:2NO2+4Na2SO3═N2+4Na2SO4,
11.2L氮气的物质的量为0.5mol,根据N原子守恒可知二氧化氮物质的量=0.5mol×2=1mol,由2NO+2ClO2+H2O═NO2+HNO3+2HCl可知,消耗ClO2的物质的量1mol,故消耗ClO2的质量=1mol×67.5g/mol=67.5g,
故答案为:2NO2+4Na2SO3═N2+4Na2SO4;67.5;
(4)从电解原理来看,N2O4制备N2O5为氧化反应,则N2O5应在阳极区生成,Pt(甲)为阳极,电极反应式为:N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+,故答案为:阳;N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+.
解析
解:已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol ①
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol ②
由盖斯定律可知,①×2-②得4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g),
故△H=2×(-483.6kJ/mol)-67.7kJ/mol=-1034.9kJ/mol,
故热化学方程式为:4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=-1034.9kJ/mol,
故答案为:4H2(g)+2NO2(g)═N2(g)+4H2O(g)△H=-1034.9kJ•mol-1;
(2)2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)⇌2N2(g)+3H2O(g)△H<0,反应是气体体积增大的放热反应,依据化学平衡移动原理分析,增大氨气浓度,减小压强,降低温度;
故答案为:增大NH3浓度(或减小压强、降低温度);
(3)二氧化氮被还原为氮气,则亚硫酸根被氧化得到硫酸根,反应离子方程式为:2NO2+4SO32-=N2+4SO42-,化学方程式为:2NO2+4Na2SO3═N2+4Na2SO4,
11.2L氮气的物质的量为0.5mol,根据N原子守恒可知二氧化氮物质的量=0.5mol×2=1mol,由2NO+2ClO2+H2O═NO2+HNO3+2HCl可知,消耗ClO2的物质的量1mol,故消耗ClO2的质量=1mol×67.5g/mol=67.5g,
故答案为:2NO2+4Na2SO3═N2+4Na2SO4;67.5;
(4)从电解原理来看,N2O4制备N2O5为氧化反应,则N2O5应在阳极区生成,Pt(甲)为阳极,电极反应式为:N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+,故答案为:阳;N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+.
下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
正确答案
解析
解:A、选项中氢气的物质的量不是1mol,则反应热不是氢气的燃烧热,故A错误;
B、已知C(石墨,s)=C(金刚石,s);△H>0,反应是吸热反应,金刚石能量高于石墨,所以石墨比金刚石稳定,故B错误;
C、已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g);△H1 2C(s)+O2(g)=2CO(g);△H2,一氧化碳燃烧生成二氧化碳放热,焓变是负值,所以△H1<△H2,故C错误;
D、已知Ni(CO)4(s)=Ni(s)+4CO(g)△H=Q kJ•mol-1,方程式反写即为Ni(s)+4CO(g)=Ni(CO)4(s)△H=-Q kJ•mol-1,所以二者反应热大小相同,符号相反,故D正确;
故选D.
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,下列说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A、△H=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(g)+O2(g)═2NO(g),△H=946KJ/mol+498KJ/mol-2×632KJ/mol=+180kJ/mol,故A正确;
B、由A可知,1mol N2(g)和NA个O2(g)反应生成2mol NO(g)时,吸收的能量为180kJ,故B错误;
C、N2(g)+O2(g)═2NO(g),△H=+180kJ/mol,为吸热反应,所以1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量,故C正确;
D、通常情况下,N2(g)和O2(g)不能发生化学反应,故D正确;
故选B.
某可逆反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能).下列有关叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、图象中反应物能量低于生成物能量,故反应是吸热反应,故A错误;
B、催化剂不能改变该反应的焓变,只能改变反应速率,故B错误;
C、催化剂改变化学反应速率是降低了反应的活化能,改变反应的路径,故C正确;
D、图象分析逆反应的活化能E2小于正反应的活化能E1,故D错误;
故选C.
烷烃分子中去掉2个氢原子形成一个双键是吸热反应,1,3-环己二烯失去2个氢原子生成苯是放热反应.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.根据题意可知:烃分子中去掉两个氢原子形成一个双键是吸热反应,所以1,3-环已二烯加上两个氢原子是放热反应,故A错误;
B.能量越低越稳定,1,3-环已二烯失去两个氢原子变成苯是放热反应,所以苯更稳定,故B错误;
C.能量越低越稳定,1,3-环已二烯失去两个氢原子变成苯是放热反应,所以苯更稳定,故C正确;
D.根据题意烃分子中去掉两个氢原子形成一个双键是吸热反应,所以烃分子中双键加上氢原子是放热反应,故D错误;
故选C.
对于反应中的能量变化,表述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、断裂化学键需要吸收能量,故A错误;
B、当反应物的总能量大于生成物的总能量时反应放热,故B正确;
C、燃烧都是放热反应,但需要加热到着火点,故C错误;
D、燃烧都是氧化反应,并且都是放热反应,故D错误.
故选B
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