- 化学反应与能量
- 共8781题
(2015秋•石河子校级期末)对热化学方程式:H2(g)+
I2(g)═HI(g)△H=-7.5kJ•mol-1的叙述中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、mol氢气和
mol碘单质气体完全反应生成1molHI是放热,1 mol氢气和1 mol碘蒸气完全反应需要放出15kJ的热量,故A错误;
B、热化学方程式的系数表示物质的量的多少,不能表示分子的数目,故B错误;
C、热化学方程式:H2(g)+
I2(g)═HI(g)△H=-7.5kJ•mol-1的表示的意义:1molH2(g)与1molI2(g)完全反应生成2mol的HI气体放出5kJ的热量,故C正确;
D、焓变值是负值表明反应为放热反应,所以0.5mol H2(g)和0.5mol I2(g)完全反应放出7.5kJ 的热量,故D错误;
故选C.
已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ,且氧气中1mol O═O键完全断裂时吸收热量496kJ,水蒸气中1mol H-O键形成时放出热量463kJ,则氢气中1mol H-H键断裂时吸收热量为( )
正确答案
解析
解:氢气完全燃烧生成水蒸气是放热反应,所以化学反应放出的热量=新键生成释放的能量-旧键断裂吸收的能量,设氢气中1molH-H键断裂时吸收热量为K,根据方程式:2H2+O22H2O,则:4×121kJ=463kJ×4-(2K+496kJ),解得K=436KJ.
故选B.
科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究.
(1)合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,该反应的能量变化如图所示.
①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是______(填“增大”、“减小”或“不变”).
②将0.3mol N2和0.5mol H2充入体积不变的密闭容器中,在一定条件下达到平衡,测得容器内气体压强变为原来的,此时H2的转化率为______;欲提高该容器中H2的转化率,下列措施可行的是______(填选项字母).
A.向容器中按原比例再充入原料气 B.向容器中再充入一定量H2
C.改变反应的催化剂 D.液化生成物分离出氨
(2)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应:
2N2(g)+6H2O(1)⇌4NH3(g)+3O2(g)△H=+1530kJ/mol
又知:H2O(1)=H2O(g)△H=+44.0kJ/mol
则2N2(g)+6H2O(g)⇌4NH3(g)+3O2(g)△H=______kJ/mol,该反应的化学平衡常数表达式为K=______,控制其他条件不变,增大压强,K值______(填“增大”、“减小”或“不变”).
正确答案
解:(1)①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,降低了反应的活化能,依据图示可知E2减小,故答案为:减小;
②N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
起始量(mol) 0.3 0.5 0
变化量(mol) x 3x 2x
平衡量(mol) 0.3-x 0.5-3x 2x
容器内气体压强变为原来的,即气体的物质的量变为为原来的
,则
=
,x=0.05,
H2的转化率为×100%=30%,A、向容器中按原比例再充入原料气,相当于增大容器内的压强,平衡正向进行,提高氢气的转化率,故A正确;
B、向容器中再充入一定量H2,提高了N2的转化率,而本身的转化率降低,故B错误;
C、改变反应的催化剂,不改变化学平衡,不能提高氢气转化率,故C错误;
D、液化生成物分离出氨,减少生成物,平衡正向进行,提高氢气转化率,故D正确;
故答案为:30%;AD;
(2)①2N2(g)+6H2O(1)⇌4NH3(g)+3O2(g)△H=+1530kJ/mol
②H2O(1)=H2O(g)△H=+44.0kJ/mol
由①-②×6得:2N2(g)+6H2O(g)⇌4NH3(g)+3O2(g)△H=+1266kJ/mol;
该反应的化学平衡常数表达式为K=,
化学平衡常数的大小只与温度有关,故增大压强,K值不变,
故答案为:+1266;;不变.
解析
解:(1)①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,降低了反应的活化能,依据图示可知E2减小,故答案为:减小;
②N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
起始量(mol) 0.3 0.5 0
变化量(mol) x 3x 2x
平衡量(mol) 0.3-x 0.5-3x 2x
容器内气体压强变为原来的,即气体的物质的量变为为原来的
,则
=
,x=0.05,
H2的转化率为×100%=30%,A、向容器中按原比例再充入原料气,相当于增大容器内的压强,平衡正向进行,提高氢气的转化率,故A正确;
B、向容器中再充入一定量H2,提高了N2的转化率,而本身的转化率降低,故B错误;
C、改变反应的催化剂,不改变化学平衡,不能提高氢气转化率,故C错误;
D、液化生成物分离出氨,减少生成物,平衡正向进行,提高氢气转化率,故D正确;
故答案为:30%;AD;
(2)①2N2(g)+6H2O(1)⇌4NH3(g)+3O2(g)△H=+1530kJ/mol
②H2O(1)=H2O(g)△H=+44.0kJ/mol
由①-②×6得:2N2(g)+6H2O(g)⇌4NH3(g)+3O2(g)△H=+1266kJ/mol;
该反应的化学平衡常数表达式为K=,
化学平衡常数的大小只与温度有关,故增大压强,K值不变,
故答案为:+1266;;不变.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、从图上分析,反应物能量高,反应放热,应是△H<0,故A错误;
B、在2A(g)+2B(g)⇌3C(g)+D(s)反应中,D为固态,气体的△V≠0,压强增大时平衡正向移动,反应物的百分含量应减小,故B错误;
C、乙酸是弱酸,是弱电解质不能完全电离,而与氨气生成的乙酸铵是强电解质,能完全电离,导电能力应是逐渐增强,故C错误;
D、从图象上分析,PH=4时,Fe3+以完全沉淀,而Cu2+还没有反应,故D正确.
故选:D
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、物质的三态变化有能量变化,是物理变化,故A错误;
B、燃烧都是放热反应,需要加热到着火点,故B错误;
C、反应物总能量高于生成物总能量时,反应放热,故C错误;
D、物质的能量越低越稳定,氧气能量比臭氧低,臭氧比氧气活泼,故D正确;
故选D.
已知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)+Q1反应历程的能量变化如曲线I,说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、化学反应的焓变等于旧键断裂吸收的能量和新键生成释放的能量之差,1molN≡N键能与3molH-H键能之和小于6molN-H键能,所以反应为放热,故A错误;
B、氮气和氢气合成氨的反应是放热反应,反应物和产物的能量差值越大,则反应放出的热量越大,则Q2>Q1,故B正确;
C、催化剂只能改变反应速率,不会引起热效应的改变,择合适的催化剂,不但不能降低反应所需温度,Q1值也不会改变,故C错误;
D、氮气和氢气合成氨的反应是放热反应,反应物的能量大于产物的能量,即2mol氨气的能量低于1mol氮气和3mol氢气的能量之和,故D错误.
故选B.
最近意大利罗马大学的FulvioCacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子.N4分子结构如图所示,已知断裂1mol N-N吸收167kJ热量,生成1mol N≡N放出942kJ热量.则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、N4由N组成,是一种单质,是氮气的同素异形体,而化合物是由不同元素组成的纯净物,故A错误;
B、1molN4气体中含有6molN-N键,可生成2molN2,形成2molN≡N键,则1molN4气体转变为N2化学键断裂断裂吸收的热量为:6×167KJ=1002KJ,形成化学键放出的热量为1884KJ,所以反应放热,放出的热量为:1884KJ-1002KJ=882KJ,故应为放出882KJ热量,故B正确;
C、N4与N2是由同一种元素组成的不同单质,互为同素异形体,故C错误;
D、N4和P4都是分子晶体,并且结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越强,沸点越高,所以白磷的沸点高,故D错误;
故选B.
(2014秋•海淀区校级月考)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可能发生化学反应,这些分子称为活化分子,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ/mol表示.请认真观察如图,然后回答问题.
(1)图中所示反应是______(填“吸热”或“放热”)反应,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______,活化分子百分数______,反应速率______,你认为最可能的原因是______它对反应热是否有影响?______,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;△H=E2-E1;
故答案为:放热;E2-E1 ;
(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)+O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1,该反应的活化能为167.2kJ•mol-1,则其逆反应的活化能=167.2KJ/mol+241.8KJ/mol=409.0KJ/mol;
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:降低;增加;加快;最有可能使用了催化剂;无影响;催化剂不会改变反应热,只会加快反应速率.
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;△H=E2-E1;
故答案为:放热;E2-E1 ;
(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)+O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1,该反应的活化能为167.2kJ•mol-1,则其逆反应的活化能=167.2KJ/mol+241.8KJ/mol=409.0KJ/mol;
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:降低;增加;加快;最有可能使用了催化剂;无影响;催化剂不会改变反应热,只会加快反应速率.
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的△H=-99kJ•mol-1.请回答下列问题:
(1)该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?______,理由是______;
(2)图中△H=______kJ•mol-1;(5)已知单质硫的燃烧热为296KJ•mol-1,计算由S(s)生成3molSO3(g)的△H______ (要求计算过程).
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,B为活化能,加入催化剂,活化能减小,
故答案为:降低;因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低;
(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;
(3)已知①S(s)+O2(g)=SO2(g)△H1=-296 KJ•mol-1,②SO2(g)+O2(g)=SO3(g)△H2=-99 KJ•mol-1;
则利用盖斯定律将①×3+②×3可得3 S(s)+O2(g)=3SO3(g)△H3=3×(△H1+△H2)=-1185 KJ•mol-1,
故答案为:-1185 KJ•mol-1.
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,B为活化能,加入催化剂,活化能减小,
故答案为:降低;因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低;
(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;
(3)已知①S(s)+O2(g)=SO2(g)△H1=-296 KJ•mol-1,②SO2(g)+O2(g)=SO3(g)△H2=-99 KJ•mol-1;
则利用盖斯定律将①×3+②×3可得3 S(s)+O2(g)=3SO3(g)△H3=3×(△H1+△H2)=-1185 KJ•mol-1,
故答案为:-1185 KJ•mol-1.
已知2SO2+O2⇌2SO3为放热反应,对该反应的下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:因反应 2SO2+O2═2SO3为放热反应,所以SO2和O2的能量和一定高于SO3的能量,化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成过程,而断键过程需要吸收能量,故放热反应有些也需要一定条件.该反应是放热的,但需要在高温下才能发生.
故选BD.
(2014春•宁波期末)下列关于教材中的各项说法错误的一项是( )
正确答案
解析
解:A、化学反应的过程就是旧键断裂和新键形成的过程,断键吸收能量,成键释放能量.故A正确;
B、常用氮肥包括铵态氮肥、硝态氮肥和尿素,故B正确;
C、不同条件下,反应热的数值不同,所以书写热化学方程式时必须注明温度和压强,常温常压可以不注明,故C错误;
D、石膏绷带就是利用CaSO4•H2O遇水生成糊状CaSO4•2H2O,CaSO4•2H2O很快失水生成CaSO4•H2O从而凝固的原理,故D正确;
故选:C.
已知298K时:2Al2O3(s)+3C(s)═4Al+3CO2(g)△H=2171kJ•mol-1△S=635.5J•mol-1•K-1
则此反应( )
正确答案
解析
解:若使本反应自发进行,需使△H-T△S<0,即2171KJ/mol-0.6255KJ/(mol•K)•T<0,T>3471K时反应才可以自发进行.
故ABC错误,D正确.
故选D.
下列关于反应能量的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、Zn(s)+CuSO4(aq)═ZnSO4(aq)+Cu(s)△H=-216 kJ/mol,根据△H<0,该反应为放热反应,反应物的总能量要大于生成物的总能量,故A正确;
B、能量越高越不稳定,A═B△H<0,说明A的能量比B高,所以A不稳定,故B错误;
C、燃烧热为1mol的可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,2mol氢气放出的热量大于571.6 kJ/mol,故C错误;
D、0.5 mol H2SO4的浓硫酸溶解过程中伴随热效应,所以放出的热量大于57.3 kJ,故D错误;
故选A.
(1)如图为表示某反应过程的能量变化曲线.
①该图能否表示反应N2+O2=2NO(△H>0)的反应过程?______(选填“能”或“否”),理由是______.
②图中表示该反应反应热的是______(选填“E1”、“E2”或“E3”,下同),表示该反应正反应活化能的是______.
(2)已知25℃、101kPa时,无水乙醇燃烧的热化学方程式为:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8kJ/mol无水乙醇的燃烧热为______,23g C2H5OH(l)完全燃烧放出的热量为______kJ.
正确答案
解:(1)①图示反应是放热反应,不能表示吸热反应,故答案为:否 图中曲线表示的是放热反应,而该反应为吸热反应;
②反应热等于生成物与反应物的能量差,图示中的E2;反应的活化能是指烦也烦死时所需要的能量,图上的E1,故答案为:E2;E1;
(2)燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧释放的热量,所以,乙醇的燃烧热为1366.8 kJ/mol,23g乙醇的物质的量为=0.5mol,燃烧放热为683KJ,故答案为:1366.8 kJ/mol;683.4.
解析
解:(1)①图示反应是放热反应,不能表示吸热反应,故答案为:否 图中曲线表示的是放热反应,而该反应为吸热反应;
②反应热等于生成物与反应物的能量差,图示中的E2;反应的活化能是指烦也烦死时所需要的能量,图上的E1,故答案为:E2;E1;
(2)燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧释放的热量,所以,乙醇的燃烧热为1366.8 kJ/mol,23g乙醇的物质的量为=0.5mol,燃烧放热为683KJ,故答案为:1366.8 kJ/mol;683.4.
(2014秋•红河州校级期末)已知298K时下述反应的有关数据:C(s)+O2(g)=CO(g)△H1=-110.5kJ•mol-1 C(s)+O2 (g)=CO2(g),△H 2=-393.5kJ/mol 则C(s)+CO2(g)=2CO(g) 的△H为( )
正确答案
解析
解:已知:(1)C(s)+O2(g)═CO(g)△H1=-110.5kJ•mol-1
(2)C(s)+O2(g)═CO2(g)△H2=-393.5kJ/mol
利用盖斯定律,将(1)×2-(2),可得 C(s)+CO2(g)═2CO(g),
则:△H=-110.5kJ•mol-1×2+393.5kJ/mol=172.5 KJ/mol.
故选B.
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