- 化学反应与能量
- 共8781题
（2014秋•萧山区期末）科学家发现用二氧化钛（TiO2）作催化剂可以使水在光照条件下分解制得廉价的氢气，这使氢能源的研究和应用更向前迈进了一步．下列说法正确的是（ ）
A使用二氧化钛作催化剂使水快速分解的同时放出大量热
B催化剂的作用是改变反应所需要达到的活化能来增大反应的速率
C该反应的原理是：2H2O
D每产生氢气44.8L，转移电子数目为4NA
正确答案
解析
解：A、催化剂的使用未改变反应的热效应，而水分解是吸热反应，故A错误；
B、使用催化剂加快化学反应速率，所以改变反应所需要时间，故B正确；
C、该反应的原理是：2H2O
D、状况不知，无法由体积求物质的量，所以转移电子数目不知，故D错误；
故选B．
请参考题中图表，已知E1=134kJ•mol-1、E2=368kJ•mol-1，根据要求回答问题：
（1）图Ⅰ是1mol NO2（g）和1mol CO（g）反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是______（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），△H的变化是______．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汽转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下：
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，则甲醇蒸汽燃烧为液态水的热化学方程式为______．
（3）如表所示是部分化学键的键能参数：
已知白磷的燃烧热为d kJ•mol-1，白磷及其完全燃烧的产物的结构如图Ⅱ所示，则表中x=______ kJ•mol-1（用含a、b、c、d的代表数式表示）．
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）×
故答案为：CH3OH（g）+
（3）白磷燃烧的方程式为P4+5O2=P4O10，1mol白磷完全燃烧需拆开6mol P-P、5mol O=O，形成12molP-O、4mol P=O，
所以12mol×bkJ/mol+4mol×xkJ/mol-（6mol×a kJ/mol+5 mol×c kJ/mol）=dkJ/mol，
x=
故答案为：
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）×
故答案为：CH3OH（g）+
（3）白磷燃烧的方程式为P4+5O2=P4O10，1mol白磷完全燃烧需拆开6mol P-P、5mol O=O，形成12molP-O、4mol P=O，
所以12mol×bkJ/mol+4mol×xkJ/mol-（6mol×a kJ/mol+5 mol×c kJ/mol）=dkJ/mol，
x=
故答案为：
已知：H2（g）+F2（g）═2HF（g）△H=-270kJ/mol，下列说法正确的是（ ）
A氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是放热反应
B1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol液态HF放出的热量大于270 kJ
C在相同条件下，1 mol H2与1 mol F2的能量总和大于2 mol HF气体的能量
D
该反应中的能量变化可用图来表示
正确答案
解析
解：A、已知：H2（g）+F2（g）═2HF（g）△H=-270kJ/mol，放热反应的逆反应是一个吸热反应，所以氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是吸热反应，故A错误；
B、HF气体转化为液态HF的过程是一个放热过程，所以1molH2与1molF2反应生成2 mol液态HF放出的热量大于270kJ，故B正确；
C、已知：H2（g）+F2（g）═2HF（g）△H=-270kJ/mol，所以反应物的能量总和大于生成物的能量总和，即1molH2与1molF2的能量总和大于2molHF气体的能量，故C正确；
D、1molH2与1molF2的能量总和大于2molHF气体的能量，故D错误．
故选BC．
（2015秋•黑龙江期末）下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．生成物的总能量低于反应总能量的反应，是放热反应，若是吸热反应则相反，故A错误；
B．反应速率与反应是吸热还是放热无关，反应速率与反应物本身的性质及外界条件有关，故B错误；
C．反应的热效应只与始态、终态有关，与过程无关，所以同温同压下，H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）在光照和点燃条件下的△H相同，故C错误；
D．反应的热效应只与始态、终态有关，与过程无关，根据盖斯定律可计算某些难以直接测量的反应焓变，故D正确；
故选D．
（2016•温州模拟）已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-565.2kJ•molˉ1，下列说法不正确的是（ ）
ACO（g）+
B2mol CO（g）与1mol O2（g）反应生成2mol CO2（s）放出热量小于565.2 kJ
C相同条件下，2mol CO（g）和1mol O2（g）的总能量大于2mol CO2（g）的总能量
D拆开2mol CO和1mol O2的化学键所需总能量低于形成2mol CO2化学键所放出总能量
正确答案
解析
解：A、反应热的大小与物质的量成正比例，所以1mol一氧化碳燃烧放出的热量为：282.6 kJ，则反应热的化学方程式为CO（g）+
B、气体变成固体要放出热量，所以2mol CO（g）与1mol O2（g）反应生成2mol CO2（s）放出热量大于565.2 kJ，故B错误；
C、正反应是放热反应所以反应物的总能量高于生成物的总能量，所以2mol CO（g）和1mol O2（g）的总能量大于2mol CO2（g）的总能量，故C正确；
D、根据化学反应的实质，因为反应物总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应，则拆开反应物所有键所吸收的总能量小于形成生成物所放出的总能量，故D正确；
故选B．
（2015秋•湖州期末）现有标准状况下氢气和甲烷组成的混合气体112L，使其完全燃烧生成H2O（l）和CO2，实验测得反应放热3695kJ．已知：
2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1
CH4 （g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-890kJ•mol-1
则原混合气体中H2与CH4的质量之比约为（ ）
正确答案
解析
解：设混合气中H2的物质的量为x，则CH4的物质的量为5mol-x．根据题意，列方程为：
故选C．
（2015春•山西校级期中）已知：①能量越低的物质越稳定，②白磷转化成红磷放出热量．据此，下列判断或说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．白磷转化成红磷是放热反应，故红磷的能量低，红磷稳定，故A错误；
B．白磷的着火点低，只有40℃，而红磷的较高，不易自燃，故B错误；
C．红磷分子式为P，白磷为P4，二者结构不同，故C错误；
D．白磷转化成红磷是放热反应，故红磷的能量低，红磷稳定，故D正确；
故选D．
氢化热是指一定条件下，1mol 不饱和化合物加氢时放出的热量．表中是环己烯（
下列说法正确的是（ ）
A环己二烯与H2的反应最剧烈
B环己烯、环己二烯和苯有相同的官能团
C三种化合物中环己二烯的稳定性最强
D上述条件下，1 mol
正确答案
解析
解：A、断裂1mol碳碳键环己烯放热为119.7KJ、环己二烯放热为116.35KJ、苯放热69.47KJ，所以环己烯氢化反应剧烈，故A错误；
B、环己烯官能团为一个双键、环己二烯含两个双键、苯分子中是六个碳碳键完全等同的化学键，所以不是有相同的官能团，故B错误；
C、断裂1mol碳碳键环己烯放热为119.7KJ、环己二烯放热为116.35KJ、苯放热69.47KJ，三种化合物中苯的稳定性最强，故C错误；
D、①C6H10+H2→C6H12 氢化热为-119.7KJ/mol，②C6H8+2H2→C6H12 氢化热为-232.7KJ/mol；依据盖斯定律②-①得到：C6H8+H2→C6H10；氢化热为-113kJ/mol，所以1mol环己二烯转变为环己烯时放热113 kJ，故D正确；
故选D．
下列图示与对应的叙述相符的是（ ）
正确答案
解析
解：A、催化剂是通过降低反应的活化能来加快化学反应速率的，加入催化剂后活化能会降低，但是图中信息得出：反应物的能量高于生成物的能量，反应是放热反应，故A错误；
B、强碱强氧化钠滴定醋酸溶液时，开始20.00mL0.1000mol•L-1CH3COOH溶液pH大于1，故B错误；
C、硝酸钾的溶解度随着温度的升高而增大，溶解度曲线下方的点是不饱和溶液的点，故C正确；
D、可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡前v正＞v逆，故D错误．
故选C．
如图所示，下列能量中表示活化能的是（ ）
正确答案
解析
解：活化能一种物质分子由普通分子进化为活化分子所需能量，由图可知E4，故选D．
（1）如图是合成氨时的能量变化图，图中A、C分别表示______、______，E的大小对该反应的反应热有无影响？______．工业生产中主要用铁触媒作催化剂，当向反应体系中加入铁触媒时，图中的E将______
（增大、减小、不变）．当有
（2）下表是按V（N2）：V（H2）=1：3合成氨时NH3的百分含量与压强、温度的统计数据：
由上表可知：①NH3的含量随压强的变化是______，②NH3的含量随温度的变化是______，其原因是______．
（3）若反应时，反应速率v（N2）为 a mol/L•min，则v（H2）=______；
（4）在10Pa、400℃时，若以N2（g）与H2（g）的物质的量分别为1mol和3mol进行反应，则达到平衡时，N2（g）的转化率约为______．
正确答案
解：（1）对于放热反应，反应物的能量会高于生成物的能量，图中A的能量高于C，所以A、C分别表示反应物的能量、生成物的能量，E的大小只和反应物以及产物有关，和活化能无关，所以E的大小对该反应的反应热有无影响，当向反应体系中加入催化剂铁触媒时，会降低反应的活化能，根据反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.2kJ/mol，3mol氮气参加反应时，放出的能量是92.2kJ，所以当有
故答案为：反应物能量；生成物的能量；无；减小；-30.7kJ/mol；
（2）增大压强，化学平衡向着气体体积减小的方向进行，即向着正方向进行，温度升高，化学平衡向着吸热方向进行，即向着逆反应方向进行，同压下，温度越高，NH3的百分含量越低，
故答案为：同温下，压强越大，NH3的百分含量越高；同压下，温度越高，NH3的百分含量越低；正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应的方向移动；
（3）若反应时，反应速率v（N2）应该是氢气反应速率的三分之一，所以率v（N2）为 a mol/（L•min），则v（H2）=3amol/（L•min），
故答案为：3amol/（L•min）；
（4）根据表中信息，在10Pa、400℃时，NH3的百分含量为25.1%，设N2（g）的变化量是n，则
N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）
初始量：1 3 0
变化量：n 3n 2n
平衡量：1-n 3-3n 2n
即
所以氮气的转化率为
故答案为：40%．
解析
解：（1）对于放热反应，反应物的能量会高于生成物的能量，图中A的能量高于C，所以A、C分别表示反应物的能量、生成物的能量，E的大小只和反应物以及产物有关，和活化能无关，所以E的大小对该反应的反应热有无影响，当向反应体系中加入催化剂铁触媒时，会降低反应的活化能，根据反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.2kJ/mol，3mol氮气参加反应时，放出的能量是92.2kJ，所以当有
故答案为：反应物能量；生成物的能量；无；减小；-30.7kJ/mol；
（2）增大压强，化学平衡向着气体体积减小的方向进行，即向着正方向进行，温度升高，化学平衡向着吸热方向进行，即向着逆反应方向进行，同压下，温度越高，NH3的百分含量越低，
故答案为：同温下，压强越大，NH3的百分含量越高；同压下，温度越高，NH3的百分含量越低；正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应的方向移动；
（3）若反应时，反应速率v（N2）应该是氢气反应速率的三分之一，所以率v（N2）为 a mol/（L•min），则v（H2）=3amol/（L•min），
故答案为：3amol/（L•min）；
（4）根据表中信息，在10Pa、400℃时，NH3的百分含量为25.1%，设N2（g）的变化量是n，则
N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）
初始量：1 3 0
变化量：n 3n 2n
平衡量：1-n 3-3n 2n
即
所以氮气的转化率为
故答案为：40%．
下列关于热化学反应的描述中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、中和热是强酸强碱的稀溶液反应生成1mol水放出的热量；H2SO4和Ca（OH）2反应生成硫酸钙微弱物，反应放出的热量大于2×（-57.3）kJ/mol，故A错误；
B、CO（g）的燃烧热是283.0kJ/mol，CO（g）+
C、可燃物的燃烧也需要加热，但属于放热反应，故C错误；
D、101kp下，1mol CH4燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热，故D错误；
故选B．
下列反应中符合图象的是（ ）
正确答案
解析
解：由左边的图象可知，温度越高生成物的浓度越大，说明升高温度，平衡向正反应移动，故正反应为吸热反应；
由右边图象可知，相交点左边未达平衡，相交点为平衡点，相交点右边压强增大，平衡被破坏，V逆＞V正，平衡向逆反应移动，说明正反应为气体物质的量增大的反应；
综合上述分析可知，可逆反应正反应为吸热反应且正反应为气体物质的量增大的反应，
A．N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H＜0，为放热反应反应，正反应是气体物质的量减小的反应，故A不符合；
B.2SO3（g）⇌2SO2（g）+O2（g）△H＞0，为吸热反应反应，正反应是气体物质的量增大的反应，故B符合；
C.4NH3（g）+5O2（g）⇌4NO（g）+6H2O（g）△H＜0，正反应是气体物质的量增大的反应，但为放热反应反应，故C不符合；
D．H2（g）+CO（g）⇌C（s）+H2O（g）△H＞0，为吸热反应反应，但正反应是气体物质的量减小的反应，故D不符合；
故选B．
根据热化学方程式（在101kPa时）S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=-297.23kJ/mol，分析下列说法中不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：由S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=-297.23kJ/mol，
A．二氧化硫为稳定氧化物，S的燃烧热为297.23 kJ/mol，故A正确；
B．由盖斯定律可知，S（g）+O2（g）═SO2（g）△H＜-297.23kJ/mol，则放出的热量大于297.23 kJ，故B正确；
C．由盖斯定律可知，S（g）+O2（g）═SO2（g）△H＜-297.23kJ/mol，则放出的热量大于297.23 kJ，故C错误；
D．该反应为放热反应，则形成1 mol SO2的化学键所释放的总能量大于断裂1 mol S（s）和1 mol O2（g）的化学键所吸收的总能量，故D正确；
故选C．
（2015秋•新泰市校级月考）下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、化学反应中的能量变化形式有多种，如光能、声能、电能等，但通常表现为热量的变化，其它各种形式的能量有时和热能的变化相伴发生．化学反应中的能量变化都表现为热量的变化，“都”意味只有热量变化的意思，故A错误；
B、放热反应是反应物的总能量高于生成物的总能量，只有放热反应，生成物总能量低于反应物总能量，故B错误；
C．不同的化学反应，不能比较反应速率，升高温度，放热反应的反应速率不一定大于吸热反应的反应速率，故C错误；
D．反应热与反应物和生成物的状态有关，与反应条件无关，故D正确．
故选D．
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