- 化学反应与能量
- 共8781题
(11分)
（1）已知H2(g)+Br2(1)
①Br2(1)＝Br2(g) △H1，则△H1=_____________；
②写出H2(g)与Br2(g)反应生成HBr(g)的热化学方程式：_____________________________
③试计算a=_________________。
（2）磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物。3.1g的单质磷（P）在一定量氧气中燃烧生成P2O3、P2O5各0.025mol，反应物完全耗尽，并放出X kJ热量。
①已知1mo
②写出1mol P与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式：
___________________________________________________________________
正确答案
略
研究化学反应中的能量变化有重要意义。请根据学过知识回答下列问题：
（1）已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如下图所示：
①反应的热化学方程式为____________________________________________。
②已知：
则
（2）化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成（或拆开）1 mol化学键时释放（或吸收）的能量。已知：N≡N键的键能是948.9kJ·mol－1，H－H键的键能是436.0 kJ·mol－1； N－H键的键能是391.55 kJ·mol－1。则1/2N2(g) + 3/2H2(g) ="=" NH3(g) ΔH = 。
正确答案
（1）①CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=—41KJ/mol； ②△H=+172KJ/mol；
（2）—46.2 KJ/moL
试题分析：（1）由能量变化图示可知该反应的热化学方程式为：①CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=—41KJ/mol；②将CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)减去C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，整理可得：C(s)+CO2(g)-2CO(g) △H=+172KJ/mol；（2）根据键能的定义及与反应热的关系可知： △H="1/2×948.9kJ/mol+3/2×436.0" kJ/mol-3×391.55kJ/mol="—46.2" KJ/moL
(5分)氮是一种地球上含量丰富的元素，氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义。
（1）下图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，写出NO2和CO反应的热化学方程式
(2) 自1913年工业合成氨投产以来，合成氨工业不断发展，氨又可以进一步制备硝酸，在工业上可进行连续生产。
请回答下列问题：
（1）已知：①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1= +180.5kJ/mol
②N2(g)+3H2(g)
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=－483.6kJ/mol
写出氨气经催化氧化生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式：
正确答案
NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=" —234" mol·L-1 （2分）
4NH3(g) +5 O2(g) ="4NO(g)" + 6H2O(g) △H=" —905.0" mol·L-1（3分）
（1）由图像可知，△H= —|E1—E2|=" —234" mol·L-1
（2）依据盖斯定律可知，①×2－②×2 + 3×3即可求得答案。
（6分）依据下列事实，写出下列反应的热化学方程式。
（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH3OH）燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。
；
（2）在25℃、101kPa下，若适量的N2和O2完全反应，每生成23克NO2需要吸收16.95kJ热量。
_______________________________________________________________。
正确答案
（每空3分，共6分）
（1）CH3OH（l）+
（2）N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH＝+67.8kJ·mol－1
略
能源短缺是人类社会面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和
应用前景．工业上合成甲醇的反应为：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）；△H
（1）已知，该反应在300℃，5MPa条件下能自发进行，则△H______0，△S______0（填“＜，＞或=”）．
（2）在300℃，5MPa条件下，将0.20mol的CO与0.58molH2的混合气体充入2L密闭容器发生反应，反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示．
①在0～2min内，以H2表示的平均反应速率为______mol•L-1•s-1，CO的转化率为______．
②列式计算300℃时该反应的平衡常数K=______．
③300℃时，将0.50molCO、1.00molH2和1.00molCH3OH充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将______．
A．向正方向移动B．向逆方向移动C．处于平衡状态D．无法判断
④下列措施可增加甲醇产率的是______．
A．压缩容器体积B．将CH3OH（g）从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大 D．再充入0.20molCO和0.58molH2
（3）若其它条件不变，使反应在500℃下进行，在图中作出甲醇的物质的量浓度随时间的变化的示意图．
正确答案
（1）该反应的反应物有3mol气体，生成物有1mol气体，所以△S＜0，反应自发进行△H-T△S＜0，故△H必须小于0，故答案为：＜；＜；
（2）①2min时，甲醇浓度变化0.02mol/L，则氢气浓度变化为0.04mol/L，v（H2）=
从图象分析，生成甲醇0.04mol，则反应的CO为0.04mol，α（CO）=
故答案为：0.02；20%；
②CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）
加入的（mol/L） 0.10 0.29 0
反应的（mol/L） 0.02 0.04 0.02
平衡后（mol/L） 0.08 0.25 0.02
K=
故答案为：K=
③Qc=K=
故答案为：K=
④A、对于反应CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g），反应物气体体积大于生成物，压缩容器体积 时，压强增大，平衡正向移动，可增加甲醇产率，A正确；
B、分离出甲醇，平衡正向移动可增加甲醇产率，故B正确；
C、充入He，不影响各气体的分压，平衡不移动，不能增加甲醇产率，故C错误；
D、体积不变，再充入反应物气体，平衡正向移动，可增加甲醇产率，故D正确．
故选：A B D；
（3）温度升高，反应速率加快，达到平衡时间短．正反应放热，升温时平衡逆向移动，平衡时甲醇浓度比300℃低，可得下图：
故答案为：
（10分）（1）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa，320g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ（25℃时），N2H4完全燃烧的热化学方程式是：
（2）肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20~30%的KOH溶液。肼—空气燃料电池放电时，正极的电极反应式是 ；负极的电极反应式是 。
（3）如图是一个电化学过程示意图。假设使用肼—空气燃料电池作为本过程的电源，铜片质量变化128g，则肼—空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气 L（假设空气中氧气的体积含量为20%）。
（4）传统制备肼的方法是以NaClO氧化NH3制得肼的稀溶液，该反应的离子方程式是 。
正确答案
（1）N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）；△H=-62.4KJ·mol-1
（2）正：O2+2H2O+4e—=4OH— 负：N2H4+4OH—-4e—=N2+4H2O
（3）112 L （4）ClO—+2NH3=Cl—+N2H4+H2O
试题分析：（1）320g肼恰好是10mol，所以热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)；△H=-62.4kJ/mol。
（2）原电池中正极得电子发生还原反应，所以空气是正极，在碱性电解质溶液中电极反应为：O2+2H2O+4e—=4OH—；负极失电子发生氧化反应，所以肼是负极，在碱性电解质溶液中电极反应为： N2H4+4OH--4e－=4H2O+N2↑。
（3）根据装置可知，铜和电源的正极相连，作阳极。因此反应中转移电子是
（4）NaClO氧化NH3的离子方程式是ClO—+2NH3=Cl—+N2H4+H2O。
点评：本题综合性比较强，知识点比较基础，难度小。
4 g甲烷在氧气中燃烧生成CO2和液态水，放出222.5 KJ热量，写出甲烷燃烧的热化学方程式
正确答案
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H＝－890KJ/mol
根据题意可知，1mol甲烷燃烧生成CO2和液态水放出的热量是222.5 KJ×16÷4＝890KJ。所以热化学方程式为CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H＝－890KJ/mol。
（6分）．2CO(g)＋O2(g)
(1)图中A点表示：____________________________________；E的大小对该反应的反应热________(填“有”或“无”)影响。
(2)图中ΔH ＝ ________kJ/mol。
正确答案
反应物的总能量 无 －566
（1）根据图像可知，A点表示反应物的总能量。E是活化能，其大小不能一些反应热。
（2）由于1 mol CO (g)氧化为1 mol CO2 (g)的ΔH ＝－283 kJ/mol，所以2 mol CO (g)氧化为2 mol CO2 (g)的ΔH ＝－283 kJ/mol×2＝－566kJ/mol。
（6分）实验室用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸、50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH，利用如图装置进行中和热的测定，请回答下列问题：
(1) 不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是_________。
(2)如用0.50 mol·L－1盐酸与NaOH固体进行实验，则实验中测得的“中和热”数值将________(填“偏大”、“偏小”、“不变”)
(3)实验得到表中的数据：
经数据处理，t2－t1＝3.4℃。则该实验测得的中和热 ΔH ＝________。
正确答案
Cu传热快，热量损失大 偏大 ΔH＝－56.8 kJ·mol－1。
（1）因为铜是金属，是热的良导体，传热快，热量损失大，所以不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒。
（2）氢氧化钠固体溶于水会放热，所以测的的中和热偏大。
（3）反应中放出的热量是（m1＋m2）×c×（t2－t1）＝0.418（t2－t1）kJ，反应中生成水是0.025mol，所以中和热是△H＝－0.418（t2－t1）/0.025kJ/mol＝－56.8 kJ·mol－1。
（4分）热力学原理与结构原理是无机化学两大基本原理，在一个反应中可能涉及几个过程，如钠在氯气中燃烧过程可以设计成以下一个五步完成的热循环图：
上述能量循环图中，五个过程中的焓变都有一个专用名称，请写出a、b、c、d名称：
a、 ，b、 ，c、 ，d、
正确答案
（4分，每空1分）⑴原子化热（升华焓）⑵第一电离能⑶Cl－Cl键键能⑷晶格能
金属钠变成气态钠原子，对于的是升华焓。气态钠原子失去电子生成钠离子，对于的是第一电离能。氯气变成氯原子对于的是键能。钠离子和氯原子生成硫化钠，对于的是晶格能。
已知下列热化学方程式：
①CaCO3(s)===CaO＋CO2(g) ΔH＝177.7 kJ
②C(s)＋H2O(s)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝－131.3 kJ/mol
③H2SO4(l)＋NaOH(l)===Na2SO4(l)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol
④C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol
⑤CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ/mol
⑥HNO3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO3(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol
⑦2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－517.6 kJ/mol
(1)上述热化学方程式中，不正确的有______________，不正确的理由分别是________
(2)根据上述信息，写出C转化为CO的热化学方程式： 。
(3)上述反应中，表示燃烧热的热化学方程式有 ；
表示中和热的热化学方程式有______________。
正确答案
略
已知：2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ); △H = －571.6kJ/mol
2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( g ); △H = －483.6kJ/mol
CH4 ( g ) + 2O2 ( g ) = 2H2O ( l ) + CO2 ( g ); △H = －890 kJ/mol
标准状况下，取甲烷和氢气的混合气体11.2 L完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为203.32kJ，试求混合气体中甲烷和氢气体积比。
正确答案
V(CH4)︰V(H2)＝1︰4
试题分析：设混合气中甲烷和氢气的物质的量分别是x和y，则根据热化学方程式可知571.6kJ/mol÷2×y＋890 kJ/mol×x＝203.32kJ。又因为x＋y＝11.2L÷22.4L/mol，所以解得x＝0.1mol，y＝0.4mol，所以混合气体中甲烷和氢气体积比是1︰4。
点评：该题在计算时需要注意的是，－571.6kJ/mol是2mol氢气完全燃烧生成液态水时放出反应热，而不是1mol氢气。
把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径I： C(s)＋O2(g) = CO2(g)
途径II：先制水煤气： C(s) + H2O(g) =" CO(g)" + H2(g)
燃烧水煤气：2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)；
2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)
已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)；△H1=－393.5 kJ·mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)；△H2=－241.8kJ·mol-1
③CO(g)+ 1/2O2 (g) =CO2(g)；△H3=－283.0kJ·mol-1
请回答下列问题：
（1）CO(g) + H2O(g) = H2(g) + CO2(g) 是 （填“放热反应”或“吸热反应”）
（2）根据盖斯定律，煤和气态水生成水煤气的反应热△H= 。
（3）根据两种途径，下列说法错误的是（ ）
正确答案
（1）放热反应
（2）131.3kJ/mol
(3)A
试题分析：（1）③-②可得目标方程式的热效应，ΔH=－283.0kJ·mol-1-（－241.8kJ·mol-1）<0,所以该反应为放热反应；
（2）根据盖斯定律，煤和气态水生成水煤气的反应热△H=①-②-③=－393.5 kJ·mol-1-（－241.8kJ·mol-1）-（－283.0kJ·mol-1）=131.3kJ/mol
（3）A、根据盖斯定律，无论是途径I还是途径II，最终碳燃烧的热效应是相同的，错误；B、碳直接燃烧会造成燃烧不充分，且产物中可能含二氧化硫，给大气带来污染，正确；C、与途径I相比，途径II燃料燃烧充分可以提高煤的燃烧效率，正确；D、将煤转化为水煤气后，便于通过管道进行运输，正确，答案选A。
甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO(g)＋2H2(g)
反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)
①上述反应符合“原子经济”原则的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。
由表中数据判断，ΔH1______0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
③某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0.2 mol·L－1，则CO的转化率为________，此时的温度为________(从上表中选择)。
(2)已知在常温常压下：
①2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH1＝－1 275.6 kJ·mol－1
②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3＝－44.0 kJ·mol－1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：
__________________________________________________________。
正确答案
(1)①Ⅰ ②＜ ③80% 250 ℃
(2)CH3OH(l)＋O2(g)=CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝－442.8 kJ·mol－1
(1)①反应Ⅰ的产物只有甲醇，而反应Ⅱ的产物有两种，故反应Ⅰ符合“原子经济”原则；②观察图表数据可得，升温时，K值变小，说明该反应的正反应为放热反应，即ΔH1＜0；③CO的转化率为(2 mol－0.2 mol·L－1×2 L)/2 mol×100%＝80%；此时的化学平衡常数为K＝ 
已知化学反应N2+3H2
（1）1mol N 和3mol H 生成1mol NH3（g）是 能量的过程（填“吸收”或“释放”）。
（2）
（3）N2(g)和H2生成NH3(1)的热化学方程式为
正确答案
（1）释放 （2）-( b - a) kJ·mol-1
（3）N2(g)+3H2(g)=2NH3 △H="-2(b+c" -a)kJ·mol-1
试题分析：（1）根据图像可知，1mol N 和3mol H 生成1mol NH3（g）是释放能量的。
（2）根据图像可知，反应
（3）根据图像可知，N2(g)和H2生成NH3(1)的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)＝2NH3 △H＝－2(b＋c －a)kJ·mol。
点评：该题是基础性试题饿考查，难度不大。该题的关键是明确反应热的计算依据，然后结合图像灵活运用即可。
扫码查看完整答案与解析