- 化学反应与能量
- 共8781题
（1）（4分）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．
请回答下列问题：
①图中A点表示：______
C点表示：______
E的大小对该反应的反应热______（填“有”或“无”）影响．
②图中△H=______kJ/mol．
（2）（4分）由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气，放出241.8kJ热量（25℃、101kPa下测得）
①写出该反应的热化学方程式：______
②若1mol水蒸气转化为液态水放热45kJ，则反应H2（g）+
正确答案
（1）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，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，
故答案为：反应物总能量；生成物总能量；无；
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；
（2）①生成1mol水需要0.5molO2，反应的热化学方程式为H2（g）+
故答案为：H2（g）+
②1mol水蒸气转化为液态水放热45kJ，根据盖斯定律可知反应H2（g）+
（8分）(1) 在25℃、101 kPa下，1 g液态甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.7 kJ，则该反应的热化学方程式应为 。
(2)．由氢气和氧气反应生成1 mol液态水时放热285.8 kJ，写出该反应的热化学方程式____________________________________。若1g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ，则反应2H2(g) + O2(g) === 2H2O(g)的△H=_______________。
正确答案
（8分）（1）2CH3OH(l)+3O2(g) ="==" 2CO2(g)+4H2O(l) ∆H=" -1452.8" kJ·mol-1
或者
（本题3分，状态没注明，不给分，∆H符号，热值，单位错各扣1分，）
（2） H2(g)＋
考查热化学方程式的书写。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)1L1mol/LH2SO4溶液与2L1mol/LNaOH溶液完全反应，放出114.6kJ的热量，由此推知H2SO4与NaOH发生中和反应的中和热为_____________表示该中和热的热化学方程式为______________________。
(2)向1L1mol·L-1的NaOH溶液中加入下列物质：①浓H2SO4；②稀硝酸；③稀醋酸，恰好完全反应的热效应△H1、△H2、△H3的关为_____________
正确答案
(1)-57.3 kJ/mol；1/2H2SO4(aq) +NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)
(2)ΔH1>ΔH2>ΔH3
以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐，电池总反应方程式为：C3H8 +5O2 = 3CO2+ 4H2O。
（1）已知： 2C3H8(g) + 7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l) ∆H1
C(s) + O2(g) = CO2 (g) ∆H2
2C(s) + O2(g) = 2CO(g) ∆H3
则C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) ∆H= （用∆H1、∆H2、∆H3表示）
（2）写出该电池正极的电极反应式： ，电池工作时CO32－移向 ；用该电池电解1000 mL 1mol/L的AgNO3溶液，此电解池的反应方程式为 ；当电池消耗0．005 mol C3H8时,被电解溶液的pH为 （溶液体积变化忽略不计）。
正确答案
（1）1/2∆H1－3/2 ∆H3＋3∆H2
（2）O2＋2CO2＋4e－2CO32－；负极；
4AgNO3＋2H2O 
试题分析：（1）2C3H8(g) + 7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l) ∆H1 ①
C(s) + O2(g) = CO2 (g) ∆H2 ②
2C(s) + O2(g) = 2CO(g) ∆H3 ③
则由盖斯定律 ①/2+3×②- 3/2×③ 得到C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l)
∆H=1/2∆H1－3/2 ∆H3＋3∆H2；
（2）C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l)正极反应式O2＋2CO2＋4e－2CO32－；电池工作时CO32－阴离子移向负极。电解AgNO3溶液的方程式4AgNO3＋2H2O
（6分）写出下列热化学方程式：
（1）SiH4是一种无色的气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O，已知室温下2g SiH4自燃放出热量89.2kJ，其热化学方程式为： ；
（2）在25℃、101kPa下，在稀溶液中，强酸强碱反应生成1mol 液态水放热57.3kJ。写出稀硫酸与烧碱溶液反应的热化学方程式______________ _________ __；
（3）已知60g C(s)与高温水蒸气反应制取CO和H2时吸收657.5KJ热量，写出热化学方程式 。
正确答案
(每小题2分，有错无分)（1）SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) ΔH＝-1427.2kJ·mol-1
（2）H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH＝-114.6kJ·mol-1[来源]
（3）C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH＝+131.5kJ·mol-1
考查热化学方程式的书写。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）2g SiH4自燃放出热量89.2kJ，所以1molSiH4燃烧放出的热量是89.2kJ×16＝1427.2kJ，所以热化学方程式是SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) ΔH＝-1427.2kJ·mol-1。
（3）60g C(s)与高温水蒸气反应制取CO和H2时吸收657.5KJ热量，则1mol碳吸收的热量是657.5KJ÷5＝131.5kJ，所以热化学方程式是C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH＝+131.5kJ·mol-1。
Ⅰ．氨气是氮循环中的重要物质，在人类的生产和生活中有着广泛的应用．根据所学知识，据此完成下列要求．
（1）如图是N2与H2反应过程中能量变化的示意图，写出该反应生成液态氨的热化学方程式为______．
（2）若由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ/mol的热量．从手册上查出N≡N键的键能是948.9kJ/mol，H-H键的键能是436.0kJ/mol，则N-H键的键能是______kJ/mol．
Ⅱ．已知25℃、101kpa时，一些物质的燃烧热为：
（1）写出该条件下CH3OH（l）完全燃烧的热化学方程式：______．
（2）根据盖斯定律完成下列反应的热化学方程式：
CO（g）+2H2（g）═CH3OH（l）△H=______．
（3）现有H2和CH4的混合气体112L（标准状况），使其完全燃烧生成CO2（g）和H2O（l），共放出热量3242.5kJ，则原混合气体中H2和CH4的物质的量之比是______．
A．1：1B．1：3C．1：4D．2：3．
正确答案
I（1）由图可以看出，断裂
所以，
而1mol的NH3（g）转化为1mol的NH3（l）放出的热量为ckJ，
所以有：
即：N2（g）+3H2（g）=2NH3（1）△H=2（a-b-c）kJ•mol-1，
故答案为：N2（g）+3H2（g）=2NH3（1）△H=2（a-b-c）kJ•mol-1；
（2）N2和H2合成NH3的方程式为：N2+3H2
1molN2和3molH2反应断裂化学键需要吸收的能量为：1mol×948.9kJ•mol-1+3×436.0kJ•mol-1=2256.9kJ，
N-H键的键能为x，形成2molNH3需要形成6molN-H键，则形成6molN-H键放出的能量为6x，
则2256.9-6×x=-92.4kJ/mol，解得x=391.55kJ/mol，
故答案为：391.55；
II（1）1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热726.5KJ；燃烧热的热化学方程式为：CH3OH（l）+
故答案为：CH3OH（l）+
（2）依据题干写出物质的燃烧热化学方程式：①CH3OH（l）+
②CO（g）+
③H2（g）+
依据盖斯定律③×2+②-①得到：CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）△H=-128.1KJ/mol；
故答案为：-128.1KJ/mol；
（3）有H2和CH4的混合气体112L（标准状况）物质的量=
H2（g）+
1 285.5KJ
X 285.5XKJ
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+H2O（l）△H=-890.3KJ/mol；
1 890.3KJ
5-X （5-X）×890.3KJ
285.5XKJ+（5-X）×890.3KJ=3242.5kJ
解得到：X=2mol，甲烷物质的量为3mol
则原混合气体中H2和CH4的物质的量之比是2：3；
故答案为：D．
已知H2 ( g ) + 1/2O2 ( g ) = 2H2O ( g ) ，反应过程中能量变化如下图：请回答下列问题：
（1）图中a，b分别代表什么意义？
a._________________________ ； b.______________________________ 。
（2）该反应是_______________反应（填“吸热”或“放热”）， △H _________（填“< 0”或“> 0”）
正确答案
（1）活化能，反应热；
（2）放热，<0；
2011年11月1日，我国自行研制的“长征二号F”遥八运载火箭将“神舟八号”飞船送入太空预定轨道，两天后与“天宫一号”目标飞行器实现成功对接。偏二甲肼（C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)是长征系列火箭的常规推进剂。请回答下列相关问题：
（1）偏二甲肼（C2H8N2)与四氧化二氮(N2O4)反应的化学方程式可表示为：
C2H8N2＋2N2O4
则X的化学式为____________（选填下列选项的编号字母）。
A．O2 B．CO2 C．H2
（2）1 g液态偏二甲肼与足量的液态四氧化二氮完全反应生成气态产物，放出Q kJ热量，则相同条件下0.1 mol偏二甲肼发生该反应能放出的热量为_____________kJ (选填下列编号字母)。
A．6Q B．30Q C．60Q
正确答案
（1）B （2）A
试题分析：（1）由质量守恒可知，X的化学式为CO2（2）1g偏二甲肼放出的热量为Q，0.1mol的偏二甲肼质量为6g，因此放出的热量为6Q。
氨气是一种重要的物质，可用于制取化肥和硝酸等。
（1）500°C、50Mpa时，在容积为VL的密闭容器中加入n mol N2、3n mol H2，经过t min后反应达到平衡后N2的转化率为a。则容器内气体的压强反应前与平衡时的比值
为 ； t min内用NH3表示的速率是
（2）工业合成氨的热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）
正确答案
（6分）（1）
（2）436.1kJ/mol (2分)
试题分析：（1） N2（g）+3H2（g）
起始量（mol） n 3n 0
转化量（mol） na 3na 2na
平衡量（mol） n－na 3n－3na 2na
所以容器内气体的压强反应前与平衡时的比值为
t min内用NH3表示的速率是
（2）反应热就是断键吸收的能量和形成新化学键时所放出的能量的差值，则945.6kJ/mol＋3×x－2×3×391.0kJ/mol＝－92.2 KJ/mol，解得x＝436.1kJ/mol。
点评：该题是基础性试题的考查，难度不大。主要是考查学生对教材基础知识的熟悉了解程度，旨在巩固学生的基础，提高学生的能力。有利于培养学生的逻辑推理能力和规范的答题能力。该题的关键是明确反应速率的会议以及反应热的计算依据，然后结合题意灵活运用即可。
工业上可利用合成气（CO和H2的混合气体）生产甲醇（如反应④）．已知：
①CO（g）+
②H2（g）+
③CH3OH（g）+
④CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）
（1）反应④的△H=______，△S______（填“＞”“＜”或“=”）．
（2）在一定条件下，反应④在一密闭容器中达到平衡．维持H2浓度和容器的温度不变，增大容器的体积，平衡将______（填字母）．
A．向正反应方向移动 B．向逆反应方向移动
C．不移动 D．无法判断
（3）工业上用反应④低压合成甲醇，在230℃～270℃最为有利．为研究合成气最合适的起始组成比，分别在230℃、250℃和270℃进行实验，结果如图．230℃的实验结果所对应的曲线是______（填字母）；工业生产适宜采用的合成气组成比n（H2）：n（CO）的范围应是______．（填字母）
A．1：1～1.5：1 B．2.2：1～3：1 C．3.5：1～4.5：1
（4）原料气中含有少量CO2对CO合成甲醇的转化率有一定影响．科学家为研究这一影响，在同一容器中分别进行以下5组实验．
表中5组实验中，控制不变的实验条件是压强、催化剂、______、______等．
正确答案
（1）反应④CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g），反应前后气体体积减少的反应，熵变减少小于0；根据盖斯定律得到：
①+2×②-③：④的热化学方程式为：
CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=-92.9KJ/mol
故答案为：△H＜0；△S＜0；
（2）在一定条件下，反应④在一密闭容器中达到平衡．维持H2浓度和容器的温度不变，增大容器的体积，压强减小，平衡逆向进行，故答案为：B．
（3）工业上用反应④低压合成甲醇，在230℃～270℃最为有利．为研究合成气最合适的起始组成比，分别在230℃、250℃和270℃进行实验，结果如图．合成甲醇是放热反应，温度越低转化率越大，结合图象可知，230℃的实验结果所对应的曲线是 X，；工业生产适宜采用的合成气组成比n（H2）：n（CO）的范围应反应中 一氧化碳的转化率大，提高氢气的量会提高一氧化碳的转化率，所以n（H2）：n（CO）＞2：1，选项中氢气量过量多小号原料，故选B．
故答案为：X，B；
（4）表中5组实验中，根据数据分析判断，控制不变的实验条件是压强、催化剂、温度、CO和H2的体积分数之比等，故D答案为：温度、CO和H2的体积分数之比；
（6分）发射卫星用N2H4为燃料,NO2为氧化剂,两者反应生成N2和水蒸气, 已知
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ⊿ H1 ＝ ＋ 67.7kJ/mol；
N2H4(g)+O2(g)= N2(g)+2H2O(g) ⊿ H2 ＝ － 534kJ/mol；
2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g) ⊿ H3 ＝ － 484kJ/mol；
H2(g)+F2(g)=2HF(g) ⊿ H4 ＝ － 538kJ/mol
写出N2H4与 NO2反应的热化学方程式________________________________________,
写出N2H4与F2反应的热化学方程式__________________________________________。
正确答案
（1）2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH＝–1135.7 kJ·mol－1，
（2）N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g) ΔH＝–1126kJ·mol－1。
试题分析：若：（1） N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ⊿ H1 ＝ ＋ 67.7kJ/mol；
（2） N2H4(g)+O2(g)= N2(g)+2H2O(g) ⊿ H2 ＝ － 534kJ/mol；
（3） 2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g) ⊿ H3 ＝ － 484kJ/mol；
（4） H2(g)+F2(g)=2HF(g) ⊿ H4 ＝ － 538kJ/mol
把（2）´2-（1），运用盖斯定律可得：
2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=－ 534kJ/mol´2-67.7kJ/mol= –1135.7kJ·mol－1
把（2）-（3）-（4）´2，运用盖斯定律可得：
N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g)
ΔH＝－ 534kJ/mol-（－ 484kJ/mol）-（－ 538kJ/mol）´2= –1126kJ·mol－1
点评：本题考查用盖斯定律进行有关反应热的计算。要求学生对盖斯定律掌握较好。
能源是人类社会生活和社会发展的基础。请阅读以下材料，回答有关问题：
小题1:在农村推广建造沼气池，不仅能有效地利用 能，还能为农业生产提供优良的肥料。已知标准状况下11.2L甲烷完全燃烧生成液态水时放出445kJ的热量，请写出甲烷燃烧的热化学方程式 。
小题2:某研究人员设计了如右图甲所示的甲烷燃料电池。则该燃料电池的负极是 （填a或b），正极反应为 。若以该电池为电源，石墨为电极电解CuCl2溶液（如右图乙所示），则Y极上发生的电极反应式为 。若电解过程中共消耗标准状况下甲烷0.56L，则理论上可析出金属铜 g。
正确答案
小题1:生物质； CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l) △H=－890KJ/mol。
小题2:a； O2+4H++4e-=2H2O ； 2Cl--2e-=Cl2 ↑ ； 6.4
小题1:考查能量的相互转化以及热化学方程式的书写。有机物在一定条件下，通过微生物发酵作用可产生沼气，该过程利用的是生物质能。标准状况下11.2L甲烷是0.5mol，所以甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l) △H=－890KJ/mol。
小题2:在燃料电池中负极是失去电子，发生氧化反应，所以甲烷在负极通入，所以a是负极，b是正极。根据装置图的结构可判断，正极电极反应式为2O2+8H++8e－=4H2O，负极反应式为CH4－8e－＋2H2O＝CO2＋8H＋。Y和电源的正极相连，作阳极，溶液中的阴离子氯离子在阳极放电，发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2 ↑，阴极铜离子放电，发生还原反应生成铜，电极反应式为Cu2++2e－=Cu。0.56L甲烷失去的电子是
已知H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）△H=-184.6kJ•mol-1，则反应HCl（g）=
正确答案
依据热化学方程式 的书写原则和方法，已知热化学方程式为：H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）△H=-184.6kJ•mol-1，
改变方向，焓变变为正值，系数除以2，焓变也除以2，得到热化学方程式为：HCl（g）=
故答案为：+92.3kJ•mol-1．
据报道，北京奥运会“祥云”火炬燃料为丙烷，悉尼奥运会火炬燃料为丁烷和丙烷混合气。
（1）常温、常压下，等体积的丙烷和丁烷完全燃烧恢复到原状态，生成二氧化碳的体积比为_______。
（2）已知丁烷的燃烧热为2880 kJ/mol，1 mol丙烷和丁烷（物质的量之比1∶1）的混合气完全燃烧生成液态水时放出的热量为2550 kJ。写出丙烷燃烧的热化学方程式__________________________。
（3）2SO2(g)+O2
请回答下列问题：图中A、C分别表示__________、___________，E的大小对该反应的反应热有无影响?
_________。
正确答案
（1）3：4
（2）C3H8(g)+5O2(g)==3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ/mol
（3）反应物能量；生成物能量；没有影响
已知各破坏1 mol N≡N键、H—H键和N—H键分别需要吸收的能量为946 kJ、436 kJ、391 kJ。计算1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全转化为NH3(g)的能量变化理论值为 。
正确答案
放出了92 kJ的能量
N2(g)与H2(g)反应的化学方程式为
N2(g)+3H2(g)
使1 mol N≡N键断裂需吸收946 kJ的能量,
使3 mol H—H键断裂共需吸收436 kJ·mol-1×3 mol="1" 308 kJ的能量,
因此使1 mol N2(g)和3 mol H2(g)反应物的化学键断裂共需吸收的能量为
946 kJ+1 308 kJ="2" 254 kJ。
而2 mol NH3(g)中含6 mol N—H键,形成6 mol N—H键时放出的能量为
391 kJ·mol-1×6 mol="2" 346 kJ 。
因此生成物分子形成时所释放的总能量2 346 kJ与反应物分子断裂时所吸收的总能量2 254 kJ之差为92 kJ,即放出了92 kJ的能量。
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