- 化学反应与能量
- 共8781题
工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化．他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应．相关数据如下：
（1）该反应过程中，反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量______（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物分子化学键形成时所释放的总能量．
（2）容器①中反应达平衡时，CO的转化率为______%．
（3）下列叙述正确的是______（填字母序号）．
A、平衡时，两容器中H2的体积分数相等
B、容器②中反应达平衡状态时，Q＞65.6kJ
C、反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等υ(H2O)=
（4）已知：2H2（g）+O2（g）=2H2O （g）△H=-484kJ/mol，写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式：______．
（5）容器①中反应进行到t min时，测得混合气体中CO2的物质的量为0.6mol．若用200ml、5mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为（用一个离子方程式表示）______．
正确答案
（1）依据图表分析反应是放热反应，反应物化学键断裂时所吸收的总能量小于生成物分子化学键形成时释放的总能量；故答案为：小于；
（2）容器①中反应达平衡时，CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol，反应放出热量为32.8 kJ；参加反应的一氧化碳物质的量=
CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）
起始量（mol） 1 4 0 0
变化量（mol） 0.8 0.8 0.8 0.8
平衡量（mol） 0.2 3.2 0.8 0.8
CO的转化率=
故答案为：80；
（3）A、反应前后气体体积不变，同比例投入反应物的起始量，平衡不动；两容器中H2的体积分数相等，故A正确；
B、反应前后气体体积不变，同比例投入反应物的起始量，平衡不动；反应热不变；故B错误；
C、反应②的浓度大于①，开始时②反应速率大；故C错误；
D、依据三段式计算，利用反应速率概念计算判断；容器①中v（H2O）=
故答案为：A
（4）①2H2（g）+O2（g）═2H2O （g）△H=-484kJ/mol，
②CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol
依据盖斯定律②×2+①得到：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566KJ/mol；
故答案为：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566KJ/mol；
（5）n（CO2）=0，6mol；n（OH-）=0.2ml×5mol/L=1mol；
CO2+2OH-=CO32-+H2O；CO2+OH-=HCO3-；
依据反应n（CO2）：n（OH-）=0.6：1=3：5可知反应生成产物有碳酸钠和碳酸氢钠，根据物质的量之比，利用直平法得到离子方程式：3CO2+5OH-=2CO32-+HCO3-+2H2O；
故答案为：3CO2+5OH-=2CO32-+HCO3-+2H2O；
298K、101 kPa时，合成氨反应的热化学方程式为N2 (g) +3H2 ( g) 
正确答案
该反应是可逆反应，1 mol N2(g)和3 mol H2(g)不能完全反应生成2 mol NH3 (g)，因而放出的热量总小于 92.38 kJ。
已知下列热化学方程式：
①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1 ＝－393.5 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2 ＝－566.0 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H3 ＝－571.6 kJ·mol-1
通过计算（要有计算过程），写出1 mol C与液态H2O反应生成CO和H2的热化学方程式。
正确答案
（4分）C(S)+H2O(l )＝CO(g)+H2(g) △H＝＋175.3 kJ·mol-1
试题分析：根据已知反应①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1 ＝－393.5 kJ·mol-1；
② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2 ＝－566.0 kJ·mol-1；
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H3 ＝－571.6 kJ·mol-1可知
①－②÷2－③÷2即得到反应C(S)+H2O(l )＝CO(g)+H2(g)
所以该反应的反应热
△H＝－393.5 kJ·mol-1＋566.0 kJ·mol-1÷2＋571.6 kJ·mol-1÷2＝＋175.3 kJ·mol-1
所以热化学方程式为C(S)+H2O(l )＝CO(g)+H2(g) △H＝＝＋175.3 kJ·mol-1
已知拆开1mol H－H键、1molN≡N和1mol N—H键分别需要的能量是436kJ、 948kJ、391 kJ。则N2、H2合成NH3的热化学方程式为： 。
正确答案
N2(g)+3H2(g) ="==" 2NH3 (g) △H＝-90kJ·mol-1
试题分析：N2、H2合成NH3的化学方程式为N2+3H2 ="==" 2NH3，放出的热量
Q=391×6-436×3-948="90" kJ，所以N2、H2合成NH3的热化学方程式为
N2(g)+3H2(g) ="==" 2NH3 (g) △H＝-90kJ·mol-1
点评：本题考查了热化学方程式的书写，注意要标明各物质的状态。本题不难。
（1）北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。丙烷脱氢可得丙烯。
已知：C3H8(g) ="==" CH4(g)＋HC≡CH(g)＋H2(g) △H1="+156.6" kJ·mol－1
CH3CH＝CH2(g)="==" CH4(g)＋ HC≡CH(g ) △H2="+32.4" kJ·mol－1
则C3H8(g) ="==" CH3CH＝CH2(g)＋H2(g) △H = kJ·mol－
（2）发射火箭时用肼（
。
正确答案
（1）124.2 kJ·mol－1
（2）
试题分析：观察三个热力学方程式可知，△H=△H1-△H2="+156.6" kJ·mol－1-32.4 kJ·mol－1=124.2 kJ·mol－1。
点评：热力学方程式是历年高考必考知识点，考生在备考过程中应注意掌握以下几点：1、运用盖斯定律计算某个反应的反应热。2、根据题意，正确书写某个反应的热化学方程式。3、利用热化学方程式进行简单的计算。
过度排放CO2会造成“温室效应”，科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的
资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验，
在1 L固定体积的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)
(1)从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v(CO2)= ；
(2)该反应的平衡常数表达式K= ；
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 （多选扣分）；
a．容器中压强不变 b．v正(H2)＝v逆(H2O)
c．混合气体中c(H2O)不变 d．c(CO2)＝c(CH3OH)
(4)下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是 （填字母）。
a．升高温度 b．将CH3OH(g)及时液化抽出
c．选择高效催化剂 d．再充入H2O(g)
正确答案
（1）0.075mol/(L·min) （2） K= [CH3OH][H2O]/[CO2][H2]3
（3）ac（漏选得1分，错选、多选不得分） （4）ab（漏选得1分，错选、多选不得分）
试题分析：（1）根据图像可知，平衡时CO2的浓度是0.25mol/L，则消耗CO2的浓度是1.00mol/L－0.25mol/L＝0.75mol/L，所以到平衡时CO2的反应速率是0.75mol/L÷10min＝0.075mol/(L·min)。
（2）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据反应的化学方程式可知，该反应的平衡常数表达式是K＝[CH3OH][H2O]/[CO2][H2]3。
（3）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，所以选项c正确。该反应是体积减小的，所以压强也是减小的，因此当压强不再发生变化时，可以说明反应已经达到平衡状态，a正确；b中反应速率的方向相反，但不满足速率之比是相应的化学计量数之比，不正确。平衡时浓度不再发生变化，但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系，因此选项d不正确，所以答案选ac。
（4）正方应是吸热反应，所以升高温度平衡向正反应方向移动，a正确；将CH3OH(g)及时液化抽出，相当于降低生成物浓度，平衡向正反应方向移动，b正确；催化剂不能改变平衡状态，c不正确；再充入H2O(g)，增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动，d不正确，答案选ab。
点评：本题是一道化学平衡常数与化学平衡移动以及化学反应速率计算的一道综合题，注重了对高考常考查知识的点的训练，属于中等难度的试题，有助于培养学生的逻辑推理能力，提高学生分析问题、解决问题的能力。
火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态过氧化氢（H2O2）。当把0.4mol液态肼和0.8mol H2O2混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。
又知H2O(l)＝H2O(g) ΔH＝+44kJ/mol。
（1）写出过氧化氢（H2O2）的结构式 。
（2）液态肼与液态过氧化氢反应生成液态水反应的热化学方程式为 。
（3）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是______ 。
正确答案
(1) H－O－O－H
(2) N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) △H=－817.75817.75kJ/mol
(3)产物无污染
（1）过氧化氢是还与极性键和非极性键的共价化合物，结构式是H－O－O－H。
（2）0.4 mol液态肼与足量的液态H2O2反应生成氮气和水蒸气，放出256.7 kJ的热量，则1mol液态肼与足量的液态H2O2反应生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ÷0.4＝641.75kJ。又因为生成的4mol水蒸气变成液态水有放出44kJ/mol×4mol＝176kJ，所以该反应的反应热是641.75kJ/mol＋176kJ/mol＝－817.75KJ.mol-1，则热化学方程式是NN2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) △H=－817.75kJ/mol。
（3）根据反应的化学方程式可知，生成物是氮气和水，对环境无污染。
（13分）已知：
① N2 (g) ＋ 2O2 (g) ＝ 2NO2 (g) △H1 =" +" 67.7kJ/mol
②N2H4 (g) ＋O2 (g) ＝ N2(g) ＋2H2O (g) △H2 = -534kJ/mol
③1/2H2 (g) ＋ 1/2F2 (g) ＝ HF (g) △H3 = -269kJ/mol
④H2 (g) ＋ 1/2O2 (g) ＝ H2O (g) △H4 = -242kJ/mol
⑤H2O(l)====H2O(g) △H5=+44kJ·mol-1
在火箭推进器中装有强还原剂肼（N2H4）和强氧化剂（H2O2），当它们混合时，即产生大量的N2和水蒸气，并放出大量热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量。
（1）写出液态肼和足量H2O2反应的热化学方程式_______________________________。
（2）上述反应应用于火箭推进剂，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是________________________。
（3）16 g气态肼燃烧生成氮气和液态水时，放出的热量是________kJ。
（4根据盖斯定律写出肼与NO2完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式______________ ______________________。
（5）有人认为若用氟代替二氧化氮作氧化剂，则反应释放能量更大，肼和氟反应的热化学方程式： 。
正确答案
（1）N2H4(l)+2 H2O2 (l) ="==" N2(g)+ 4 H2O (g) △H=" -" 641.625 kJ·mol-1
（2）优点是生成N2和H2O，对环境无污染
（3）放出的热量是311 kJ。
（4）2N2H4(g)+2 NO2 (g) ="==" 3N2(g)+4 H2O(g)；△H=" -" 1135.7kJ·mol-1
（5）N2H4 (g) ＋2 F2 (g) ＝ N2(g) ＋4HF (g) △H = －1126 kJ/mol
（1）考查热化学方程式的书写。0.4mol液态肼燃烧放出256.65kJ的热量，则1mol燃烧放出的热量是256.65kJ×2.5＝641.625 kJ，因此热化学方程式为N2H4(l)+2 H2O2 (l) ="==" N2(g)+ 4 H2O (g) △H=" -" 641.625 kJ·mol-1。
（2）根据燃烧产物水和氮气可知，生成物对环境没有污染。
（3）根据反应②可知16 g气态肼燃烧生成氮气和气态水时，放出的热量是
（4）②×2－①即得到2N2H4(g)+2 NO2 (g) ="==" 3N2(g)+4 H2O(g)；△H=" -" 1135.7kJ·mol-1。
（5）根据盖斯定律可知③×4＋②－④×2即得到N2H4 (g) ＋2 F2 (g) ＝ N2(g) ＋4HF (g) △H = －1126 kJ/mol。
（1）已知下列两个热化学方程式：
C3H8(g)+5O2(g) =3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=－2220.0 kJ·mol-1
H2O（l）=H2O（g） ΔH="+44.0" kJ·mol-1
则0.5 mol丙烷燃烧生成CO2和气态水时释放的热量为___________ 。
（2）科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如下图所示），与白磷分子相似。已知断裂1molN—N键吸收193kJ热量，断裂1molN
（3）阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为：
2H2+O2=2H2O，电解质溶液为稀H2SO4溶液，电池放电时是将_________能转化为___________能。其电极反应式分别为：
负极_________________________，正极_____________________________。
正确答案
（1） 1022kJ （2） 724kJ （3）化学能转化为 电能 负 极2H2-4e-==4H+，正极 O2+4e-+4H+= 2H2O
试题分析：（1）利用盖斯定律可以推出C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=－2044.0 kJ·mol-1.（2）反应前后能量的变化为生成物键能总和减去反应物键能总和=2*941-4*193=724 （3）原电池是将化学能转变为电能两极反应为负 极2H2-4e-==4H+，正极 O2+4e-+4H+= 2H2O
由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8kJ，写出该反应的热化学方程式：
。
已知H2O(l) ＝ H2O (g) ΔH ＝ ＋44 kJ·mol－1，则标准状况下33.6 L H2生成液态水时放出的热量是 kJ 。
正确答案
（1）H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g)；ΔH＝-241.8 kJ/mol （2）428.25kJ
试题分析：氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8kJ，所以该反应的热化学方程式是H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ/mol。已知H2O(l) ＝ H2O (g) ΔH ＝ ＋44 kJ/mol，则根据盖斯定律可知，H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol。标准状况下33.6 L H2的物质的量是1.5mol，所以生成液态水时放出的热量是285.8 kJ/mol×1.5mol＝428.25kJ。
点评：该题是基础性试题的考查，侧重对学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑思维能力和规范的答题能力，难度不大。
下图是硫酸试剂瓶标签上的部分说明文字。试计算：
⑴ 该硫酸中H2SO4的物质的量浓度是多少？
⑵ 现取10 mL 该硫酸稀释到100 mL后，H2SO4的物质的量浓度是多少？
正确答案
（1）根据
溶液的浓度是c(H2SO4)＝
（2）稀释过程中溶质是不变的
所以稀释后溶质的浓度是 c(H2SO4)＝18.4mol/L×0.01L÷0.1L＝1.84mol/L
考查一定物质的量浓度溶液的计算。
（5分）已知：2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)；△H = －483．6kJ／mol；H2(g)+ 
正确答案
（5分）110kJ
考查盖斯定律的应用。已知反应①2H2(g)+O2(g)==2H2O(g) △H＝－483.6kJ／mo1和反应②H2(g)+
（1）已知H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g），反应过程中能量变化如图1：请回答下列问题：
①图1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”）．
（2）现有可逆反应A（气）+B（气）⇌3C（气）△H＜0，图2中甲、乙、丙分别表示在不同的条件下，生成物C在反应混合物中的百分含量（C%）和反应时间的关系：
①若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂时的情况，则_______曲线是表示
有催化剂时的情况．
②若乙图中的两条曲线表示100℃、200℃时的情况，则______曲线是表示100℃的情况．
③若丙图中两条曲线分别表示不同压强下的情况，则______曲线是表示压强较大的情况．
正确答案
（1）①图象中可以分析判断，a为拆化学键吸收的能量，即反应的活化能；b为反应生成化学键放出的热量减去反应断裂化学键吸收的热量，即反应的焓变，
故答案为：活化能；焓变；
②反应物的能量高于生成物的能量，依据化学反应的能量守恒，反应是放热反应，焓变小于0，故答案为：放热；＜0；
（2）①催化剂改变反应历程，提高反应速率，缩短到达平衡的时间，a曲线到达平衡时间短，b曲线到达平衡时间长，所以a曲线表示使用催化剂，b曲线未使用催化剂，
故答案为：a；
②温度升高，提高反应速率，缩短到达平衡的时间，a曲线到达平衡时间短，b曲线到达平衡时间长，所以a曲线表示200℃，b曲线表示100℃，故答案为：b；
③压强升高，提高反应速率，缩短到达平衡的时间，a曲线到达平衡时间长，b曲线到达平衡时间短，所以a曲线表示压强小，b曲线表示压强大，故答案为：b．
[2012·北京卷，节选]（6分）用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。
已知：i．反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。
（1）H2O的电子式是____________。
（2）反应A的热化学方程式是___________________________________。
（3）断开1 mol H－O键与断开1 mol H－Cl键所需能量相差约为________kJ，H2O中H－O键比HCl中H－Cl键(填“强”或“弱”)________。
正确答案
（6分）（1）
（3）32 强
（1）H2O是共价化合物，原子间通过共用电子对结合，故H2O的电子式为
（2）利用反应A与题中信息“氧化4 mol HCl放出115.6 kJ的热量可写出热化学方程式：
（3）设H—Cl键键能为x kJ/mol、H－O键键能为y kJ/mol，依据②中热化学方程式和题干中已知数据有：4x＋498－243×2－4y＝－115.6，解之得：y－x＝32，说明H－O键与H－Cl键键能相差32 kJ/mol。因为“键能越大，键越牢固”，所以H－O键强于H－Cl键。
为减小和消除过量CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
（1）最近有科学家提出“绿色自由”构想：先把空气吹入饱和碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出，并使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下：
写出分解池中反应的化学方程式 。在合成塔中，当有4.4 kg CO2与足量H2
完全反应，可放出热量4947 kJ，写出合成塔中反应的热化学方程式 。
（2）以CO2为碳还可以制备乙醇，反应如下：
2CO2(g) + 6H2(g)= CH3CH2OH(g) + 3H2O(g) △H=－173.6kJ/mol
写出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的反应的热化学方程式 。
（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置。
①该电池正极的电极反应为 。
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为 。当电子转移 mol时，参加反应的氧气的体积是6.72L（标准状况下）。
（4）以甲醇为燃料还可制作新型燃料电池，电池的正极通入O2，负极通入甲醇，用熔融金属氧化物MO作电解质（可传导O2－）。该电池负极发生的电极反应是 ；放电时，O2－移向电池的 （填“正”或“负”）极。
正确答案
（1）2KHCO3
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=－49.47kJ/mol（2分）
（2）2CH3OH(g) =CH3CH2OH(g)+ H2O(g) △H=－74.66kJ/mol（2分）
（3）① O2 + 2H2O + 4e－= 4OH－ （2分）
②2CH3OH + 3O2 + 4OH－= 2CO32－ + 6H2O （2分） ; 1.2mol（2分）
（4）CH3OH－6e－+3O2-= CO2+2H2O（2分） 负（1分）
试题分析：（1）分解池中反应的化学方程式2KHCO3
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