- 化学反应与能量
- 共8781题
（6分，每空2分）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）写出肼和双氧水反应的热化学方程式_________ _______________。
（2）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______ _______。
（3）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
（1）N2H4(l) + 2H2O2(l) ="=" N2(g)+4H2O(g)；△H= —641.6KJ/mol，（2）408.8KJ
（3）2N2H4(g) + 2NO2(g) ="=" 3N2(g)+4H2O(g)；△H= —1135.7KJ/mol
略
（1） 在一定温度下，测得0.1 mol·L－1CH3COOH溶液的PH为3.0。则CH3COOH在水中的电离为 ，此温度CH3COOH的电离平衡常数为 。
（2） 在25℃时，Kw＝1.0×10－14，测得0.1 mol·L－1 Na2A溶液的pH＝7。则H2A在水溶液中的电离方程式为 ，该温度下，将0.01 mol·L－1 H2A溶液稀释到20倍后，溶液的pH＝ 。
（3） 已知HCN(aq)+NaOH(aq)＝NaCN(aq)+ H2O(l) ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；
HCl(aq) +NaOH(aq)＝NaCl(aq) + H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。
则在水溶液中HCN
正确答案
（1） 1％ 10－5 （2） H2A＝2H＋＋A2－ 3 （3） +45.2
试题分析：（1）CH3COOH
（1）已知2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）ΔH＝－571.6 kJ/mol，
CO（g）＋1/2O2（g）＝CO2（g）ΔH＝－283.0 kJ/mol。某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为___________。
（2）以甲醇、空气，氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极，可构成燃料电池；已知该燃料电池的总反应式是：2CH3OH +3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，该燃料电池发生反应时，正极区溶液的PH__________ (填“增大”， “减小” 或“不变”)该电池的负极反应式为_________________。
（3） 用上述燃料电池进行粗铜的精炼，粗铜应连接电源的________极，该粗铜精炼电解池的阴极反应式为_________________。
正确答案
（1）1：1......2分
（2）增大….1分 CH3OH -6e－＋8OH-（1）＝CO32-＋6H2O ....2分
（3）正…..1分。 Cu2+ + 2e- =Cu….2分
试题分析：解：水的物质的量为=0.2mol，由2H2+O2═2H2O可知，n（H2）=n（H2O）=0.2mol，由2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1可知，0.2molH2燃烧放出的热量为57.16KJ，则CO燃烧放出的热量为113.74KJ-57.16KJ=56.58KJ，设混合气体中CO的物质的量为x，则
CO（g）+
1 283KJ
X 56.58KJ
解得x=0.2mol，即n（CO）=0.20mol，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为1:1.（2）以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池，正极反应为：3O2+12H2O+12e-=12OH-，总反应式为：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，两式相减，负极反应为：2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O，（3）和电源的正极相连的电极是阳极，电解方法精炼粗铜，电解池的阳极材料是粗铜，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+
工业合成氨的反应N2＋3H2＝ 2NH3的能量变化如下图所示，请回答有关问题：
（1）．合成 1 mol NH3(l) ____________（填“吸收”、“放出”）_____________kJ的热量。
（2）．已知：拆开 lmol H—H 键、lmol N－H 键、lmol N≡N 键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ。则上图中的ａ＝_______________kJ；1 mol N2(g) 完全反应生成NH3(g)产生的能量变化为 ______KJ。
（3）．推测反应 2NH3(l)＝ N2(g)＋3H2(g) 比反应 2NH3 (g)＝ N2(g)＋3H2(g)______________（填“吸收”、“放出”）的热量_____________（填“多”、“少”）。
正确答案
（1）放出 b+c-a
（2）1127 92
（3）吸收 多
略
（1）生产水煤气过程中有以下反应：①C(s)＋CO2(g)2CO(g) ΔH1；
②CO(g)＋H2O(g) 
③C(s)＋H2O(g)
上述反应ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系为__________________________________。
（2）将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为
2CH4(g)＋3O2(g)
ΔH＝－1 038 kJ·mol－1。
工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)：
①X在750 ℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
②Y在600 ℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
③Z在440 ℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×106倍；
根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是________(填“X”或“Y”或“Z”)，选择的理由是________________________________________________________；
（3）请画出（2）中反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。
正确答案
（1）ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
（2）Z 催化效率最高其活性温度低，节能(或催化活性高、速度快、反应温度低)
（3）
（1）①C(s)＋CO2(g) 
②CO(g)＋H2O(g)
两式相加
C(s)＋H2O(g)
（2）选择催化剂，应看温度和催化效率，Z的催化效率最高时，温度低，且速率快，所以Z合适。（3）画图时，应注意在有催化剂时，反应物、生成物的总能量不变，ΔH不变，活化能减少。
2SO2(g)+O2(g) 
已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH=-99kJ·mol-1.请回答下列问题：
（1）图中C表示 ;该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点降低，理由是 ；
（2）图中△H= kJ·mol-1；
（3）如果反应速率υ（SO2）为0.05 mol·L-1·min-1,则υ（O2）= mol·L-1·min-1；
（4）已知单质硫的燃烧热为296 KJ·mol-1，计算由S(s)生成3 molSO3(g)的△H= 。
正确答案
(1)生成物总能量；催化剂能降低反应所需要的能量，提高活化分子百分数
（2）-198 （3）0.025 （4）-1185kJ/mol
试题分析：（1）图中A表示反应物总能量，C表示生成物总能量。E为活化能，使用催化剂，活化能降低，活化分子数增加，活化分子百分数增加。
（2）1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH=-99kJ·mol-1，所以2SO2(g)+O2(g)
（3）化学反应速率比等于化学计量数比。
（4）由硫的燃烧热可写出热化学方程式：S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296kJ·mol-1，由2SO2(g)+O2(g)
点评：热化学方程中化学计量数表示物质的量。
（4分）（1）同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率很慢，有时还很不完全，测定反应热有时很困难，因此常用盖斯定律进行计算得到相应数据。已知：
P4（白磷，s）＋5O2（g）＝P4O10（s） ΔH＝－2983.2kJ·mol－1
P（红磷，s）＋
则白磷转化为红磷的热化学方程式为____________________。
（2）已知：① C(s)＋O2(g)＝CO2(g)； DH＝—393.5 kJ·mol-1
② 2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)； DH＝-566 kJ·mol-1
③ TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(s)＋O2(g)； DH＝+141 kJ·mol-1
则TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)＝TiCl4(s)＋2CO(g)的DH＝ 。
正确答案
（4分，每空2分）（1）P4（白磷，s）＝4P（红磷，s） △H＝-29.2kJ·mol－1
（2）DH=-80 kJ·mol-1
略
（本题共10分）白磷、红磷是磷的两种同素异构体，在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成P4O6，空气充足是生成P4O10。
（1）已知298K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为：
P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH1=" -2983.2" kJ•mol-1,
P(s，红磷)+ 5/4O2(g)="1/4" P4O10(s) ΔH2=" -738.5" kJ•mol-1
则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为 。
（2）已知298K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4(s,白磷)+3O2(g)=P4O6(s) ΔH= -1638kJ•mol-1。在某密闭容器中加入62g白磷和50.4L氧气（标准状况下），控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P4O10和P4O6的物质的量之比为 ，反应过程中放出的热量为为 。
（3）已知白磷和PCl3的分子结构如图所示，现提供以下的化学键的键能（KJ／mol）:P-P 198，Cl-Cl 243，P-Cl 331。
则反应P4(s,白磷)+6Cl2(g)=4PCl3(s)的反应热ΔH = 。
正确答案
（本题共10分）P4(s,白磷) = 4P(s，红磷) ΔH= －29.2 kJ•mol-1（2分）
（2）3:1 （3分） ；1323.45 kJ （2分）（3）-1326kJ•mol-1（3分）
（1）根据盖斯定律可知，①－②×4即得到P4(s,白磷) = 4P(s，红磷) ，所以ΔH=－2983.2 kJ•mol-1＋738.5 kJ•mol-1×4＝－29.2 kJ•mol-1。
（2）设所得到的P4O10和P4O6的物质的量分别是x和y。50.4L氧气（标准状况下）是2.25mol，62g白磷是0.5mol，则x＋y＝0.5mol、3y＋5x＝2.25，解得x＝0.375mol，y＝0.125mol，所以二者的物质的量之比是3︰1；最终放出的热量是2983.2 kJ•mol-1×0.375mol＋1638kJ•mol-1×0.125mol＝1323.45kJ。
（3）反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，所以该反应的反应热是198kJ/mol×6＋6×243kJ/mol－4×3×331kJ/mol＝－1326kJ/mol。
工业上合成氨的热反应方程式如下：N2(g)+3H2(g)
（1）若已知破坏1mol
（2）在恒温恒压的条件下，将2mol N2和6molH2通入一容积可变的容器中反应，达到平衡后气体的体积为反应前的75%，则该过程释放的能量为 kJ，氮气的转化率为 ，平衡后氨气占混合气体的体积分数为 。
（3）若将1mol N2和1molH2通入两个相同体积的密闭容器甲和乙中，甲容器保持温度和体积不变，乙容器保持温度和压强不变，经过一段时间后，两容器均达到平衡状态。
①建立平衡所需的时间：甲 乙（填“＞”,“＜”或“＝”）
②达到平衡后氨气的体积分数：甲 乙（填“＞”,“＜”或“＝”）
正确答案
（1） 391（2） 92；50%；
试题分析：（1）因反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，设N－H键能为 xkJ/mol，则945.6kJ/mol＋3×436 kJ/mol－6×x kJ/mol＝－92.2kJ/mol，解得x＝391。
（2） N2(g)+3H2(g)
起始量（mol） 2 6 0
转化量（mol） x 3x 2x
平衡量（mol） 2－x 6－3x 2x
则根据达到平衡后气体的体积为反应前的75%可知
解得x＝1
所以该过程释放的能量为92kJ
氮气的转化率为
平衡后氨气占混合气体的体积分数为
（3）①根据方程式N2(g)+3H2(g)
②正方应是体积减小的可逆反应，因此压强大有利于平衡向正反应方向移动，氨气的体积分数增大，所以达到平衡后氨气的体积分数：甲＜乙。
(15分)依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1)1molN2(气态)与适量H2 (气态)起反应，生成 NH3(气态)，放出92.2 kJ的热量；
(2)卫星发射时可用N2H4为燃料。1molN2H4(气态)在O2 (气态)中燃烧，生成N2 (气态)和H2O(气态)，放出534kJ的热量；
(3).在101kPa时，4.0g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2，放出37kJ的热量,S的燃烧热为______，S燃烧的热化学方程式为_____ _。
正确答案
(共15分)
(1)N2(g) +3H2(g) ="=" 2NH3(g)；ΔH =" -99.2" kJ/mol
(2)N2H4(g) + O2(g) ="=" N2(g) + 2H2O(g)；ΔH = -534kJ/mol
(3)296 kJ/mol S(s) + O2(g)
考查热化学方程式的书写及反应热的有关计算等。热化学方程式是表示化学反应与反应热关系的方程式。书写和应用热化学方程式时必须注意以下几点：
①明确写出反应的计量方程式，各物质化学式前的化学计量系数可以是整数，也可以是分数。
②各物质化学式右侧用圆括弧（）表明物质的聚集状态。可以用g、l、s分别代表气态、液态、固态。固体有不同晶态时，还需将晶态注明，例如S（斜方），S（单斜），C（石墨），C（金刚石）等。溶液中的反应物质，则须注明其浓度，以aq代表水溶液，(aq) 代表无限稀释水溶液。
③反应热与反应方程式相互对应。若反应式的书写形式不同，则相应的化学计量系数不同，故反应热亦不同。
④热化学方程式必须标明反应的浓度、温度和压力等条件，若在常温常压时可省略。
（1）1molN2(气态)与适量H2 (气态)起反应，生成 NH3(气态)，放出92.2 kJ的热量，所以该反应的热化学方程式是N2(g) +3H2(g) ="=" 2NH3(g) ΔH =" -99.2" kJ/mol。
（2）1molN2H4(气态)在O2 (气态)中燃烧，生成N2 (气态)和H2O(气态)，放出534kJ的热量，所以该反应的热化学方程式是N2H4(g) + O2(g) ="=" N2(g) + 2H2O(g) ΔH = -534kJ/mol。
（3）燃烧热是在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，4.0g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2，放出37kJ的热量，则1mol硫粉在O2中完全燃烧生成SO2，放出的热量是37kJ×32/4＝296 kJ，所以S的燃烧热是296 kJ/mol，该反应的热化学方程式是S(s) + O2(g)
（提前进度）
（1）已知H2O（1）=H2O（g）；△H=+44KJ/mol。在25℃、101 kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和气态水时放热19.93kJ，则该反应的热化学方程式应为______。
（2）已知H2的燃烧热△H=－285.8kJ·mol－1，CO的燃烧热△H=－282.8 kJ·mol－1。现有CO、H2、CO2组成的混合气体67.2L（标准状况），经充分燃烧后放出的总热量为710.0 kJ，并生成18g液态水，求燃烧前混合气体中CO的体积分数。
正确答案
（1）CH3OH(l)+3/2O2(g)=(g)CO2(g)+2H2O(l) △H=－725.76kJ/mol （3分）
（2）50%
（1）1g甲醇燃烧生成CO2和气态水时放热19.93kJ，则1mol甲醇燃烧燃烧非常的热量是19.93kJ×32＝637.76kJ。生成的2mol气态水变成液态水，又放出44kJ×2＝88kJ，所以总共放出的热量是637.76kJ＋88kJ＝725.76kJ，所以热化学方程式为
CH3OH(l)+3/2O2(g)=(g)CO2(g)+2H2O(l) △H=－725.76kJ/mol 。
（2）考查根据方程式进行的有关计算。
（2）标准状况下n（混合气体）=
其中有n（H2）= 
1mol H2燃烧生成液态水时放热
CO燃烧时放出的热量为710.0kJ－285.8kJ=424.2kJ（CO2不燃烧）（1分）
故n（CO）=
CO的体积分数为
(10分)W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Z能形成红色(或砖红色)的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。
(1)W的气态氢化物化学式为 ，它的沸点比PH3的沸点 ，
（填“高”或“低”）W的气态氢化物稳定性比H2O(g)____ ____(填“强”或“弱”)。
(2)Y的基态原子核外电子排布式是________ ______，Y的第一电离能比X的______ __(填“大”或“小”)。
(3)Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方程式是
。
(4)已知下列数据：
Fe(s)＋O2(g)===FeO(s) ΔH＝－272.0 kJ·mol－1
2X(s)＋O2(g)===X2O3(s) ΔH＝－1 675.7 kJ·mol－1
X的单质和FeO反应的热化学方程式是___________ ___________________。
正确答案
(1)NH3高弱（3分）：
(2 大（3分）：
(3)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O（2分）：
(4)2Al(s)＋3FeO(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s) ΔH＝－859.7 kJ·mol－1（2分）：
导致酸雨的主要物质是氮和硫的氧化物，即W是N，Y是S。X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，根据构造原理可知该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1,是铝元素。Z能形成红色(或砖红色)的Z2O和黑色的ZO两种氧化物，根据物理性质可知应该是铜的氧化物，即Z为铜。
（1）氨气中存在氢键，沸点高。非金属性越强，相应氢化物的稳定性越强。
（2）根据构造原理可写出Y的基态原子核外电子排布式，即1s22s22p63s23p4。非金属性越强，第一电离能越大，S是非金属性强，铝是金属，所以第一电离能S的大。
（3）浓硫酸在加热时可以氧化单质铜，方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
（4）考查盖斯定律的应用。由①Fe(s)＋O2(g)===FeO(s) ΔH＝－272.0 kJ·mol－1和②2X(s)＋O2(g)===X2O3(s) ΔH＝－1 675.7 kJ·mol－1可计算，即②－①×3可得到2Al(s)＋3FeO(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s) ΔH＝－859.7 kJ·mol－1。
观察图a和图b，根据盖斯定律，写出△H1、△H2、△H3、△H4、△H5和△H6的关系。
图a： ；图b： 。
正确答案
图a，△H1+△H2+△H3+△H4+△H5+△H6=0；图b，
△H6=△H1+△H2+△H3+△H4+△H5。
应用盖斯定律，抓住起点和终点即可列式。图a起点可看作是A，终点也是A，总结果是A→A，即△H＝△H1+△H2+△H3+△H4+△H5+△H6=0；图b，起点是A，终点也是F，即△H6=△H1+△H2+△H3+△H4+△H5。
由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及到的步骤为：
已知：① C(s) + O2(g) ="=" CO2(g)； △H = －393.5 kJ•mol-1
② 2CO(g) + O2(g) ="=" 2CO2(g)； △H = －566 kJ•mol-1
③ TiO2(s) + 2Cl2(g) ="=" TiCl4(s) + O2(g)； △H =" +141" kJ•mol-1
（1）则TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s)="=" TiCl4(s) + 2CO(g) 的△H = _________________。
（2）反应TiCl4 + 2Mg ="=" 2MgCl2 + Ti 在Ar气氛中进行的理由是_____________。
正确答案
（1）△H＝—80 kJ•mol-1；（2）防止高温下Mg（Ti）与空气中的O2（CO2、N2）反应。
可以将上述三个反应按一定方式合并，①×2—②+③，就得到所需要的反应，反应热也为①×2—②+③。计算时通过判断物质种类与反应及系数的关系，找出计算方法，反应热的符号和倍数关系是易出错的问题，要特别注意。
（1）常温下有PH分别为8、9、10的三种相同物质的量浓度的盐溶液NaX、NaY、NaZ，比较盐酸、HX、HY、HZ四种酸酸性由强到弱
（2）已知25°C时：
氢氟酸是一种弱酸，可用来刻蚀玻璃。20ml0.1mol
氢氧化钠溶液完全反应时放热aJ，写出氢氟酸电离的热化学方程式
正确答案
HCl 、HX、HY、HZ
（1）酸越弱，相应的钠盐越容易水解，碱性越强，所以根据钠盐的pH的相对大小可知，盐酸、HX、HY、HZ四种酸酸性由强到弱HCl 、HX、HY、HZ。
（2）反应中生成水是0.002mol，所以生成1mol水放出的热量0.5akJ。则根据盖斯定律可知，1mol氢氟酸电离吸热是(57.3－0.5a)kJ，因此热化学方程式为
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