- 化学反应与能量
- 共8781题
（1）家用液化石油气的主要成分之一是丁烷(C4H10)，当10 kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳气体和液态水时，放出的热量为5×105 kJ。试写出丁烷燃烧的热化学方程式： 。已知1mol液态水汽化时需要吸收44 kJ热量，则反应C4H10(g)+6.5O2(g)=4CO2(g)+5H2O(g)的ΔH= 。
（2）有同学用丁烷与空气为原料制作一燃烧电池，通入丁烷的一极为 极。若以稀硫酸为电解质溶液时，其正极反应式为 。
（3）已知:Fe(s) +1/2O2(g)=FeO(s) ΔH=－272.0kJ·mol-1
2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s) ΔH=－1675.7kJ·mol-1
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是 。
（4）已知拆开1 mol H－H键，1 molN－H键，1 molN≡N键分别需要的能量是akJ、bkJ、ckJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。
正确答案
试题分析：（1）依据质量换算物质的量，结合化学方程式对应的物质的量计算反应放出的热量，依据热化学方程式书写方法，标注物质聚集状态和反应焓变写出。由题意知H2O(l)=H2O(g) ΔH=44 kJ·mol-1,利用盖斯定律计算可得；
（2）丁烷--空气燃料电池工作时，丁烷失电子发生氧化反应作负极；以稀硫酸为电解质溶液时，结合电极反应式的书写规律可得；
（3）依据题干热化学方程式结合盖斯定律写出该热化学反应方程式。将方程式②-①×3得2Al（s）+3FeO（s）═Al2O3（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ•mol-1；
(4)依据△H=反应物的键能之和—生成物的键能之和可求的合成氨反应的焓变为(3a+b-6c) kJ·mol-1，依据热化学方程式书写方法，标注物质聚集状态和反应焓变写出。
(1)已知：
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是 。（3分）
(2)某可逆反应在不同条件下的反应历程分别为A、B，如图所示。
①据图判断该反应是 (填“吸”或“放”)热反应，当反应达到平衡后，其他条件不变，升高温度，反应物的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)；
②其中B历程表明此反应采用的条件为 (选填序号)。
A．升高温度 B．增大反应物的浓度
C．降低温度 D．使用催化剂
(3)1000℃时，硫酸钠与氢气发生下列反应：
(4)常温下，如果取0.1mol·L-1HA溶液与0.1mol·L-1NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化忽略不计)，测得混合液的pH=8。
①混合液中由水电离出的OH-浓度与0.1mol·L-1NaOH溶液中由水电离出的OH-浓度之比为 ；
②已知NH4A溶液为中性，又知将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出，试推断(NH4)2CO3溶液的pH 7(填“<”、“>”或“=”)。
正确答案
（15分） (1)3FeO（s）＋2Al(s)﹦Al2O3（s）＋3Fe(s) △H=－859.7KJ/mol(3分)
(2) ①吸 增大 ② D (3) K= c4(H2O)/c4(H2) (4) ①107 ②＞
试题分析：（1）根据盖斯定律可知②－①×3即得到3FeO（s）＋2Al(s)＝Al2O3（s）＋3Fe(s)，所以该反应的反应热△H＝－1675.7KJ/mol＋272 KJ/mol×3＝－859.7KJ/mol。
（2）①据图可判断反应物的总能量低于生成物的总能量，所以该反应是吸热反应。所以升高温度平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大。
②根据图像可知，B历程中活化能降低，所以改变的条件是使用了催化剂，答案选D。
（3）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，所以根据方程式可知，K＝c4(H2O)/c4(H2)。
（4）①取0.1mol·L-1HA溶液与0.1mol·L-1NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化忽略不计)，测得混合液的pH=8，这说明生成物NaA水解，促进水的电离，所以混合液中由水电离出的OH-浓度与0.1mol·L-1NaOH溶液中由水电离出的OH-浓度之比为10－6:10－13＝07。
②NH4A溶液为中性，说明氨水的电离程度与HA的电离程度相等。又因为将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出，说明HA的酸性强于碳酸的酸性，所以(NH4)2CO3溶液中CO32－的水解程度大于NH4＋的水解程度，则溶液的pH大于7。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，难易适中，贴近高考。该题在注重对基础性知识考查与训练的同时，侧重对学生能力的培养与解题方法的指导与训练，有助于培养学生的逻辑推理能力，提高学生的应试能力与学习效率。
热化学方程式中的H实际上是热力学中的一个物理量，叫做焓．一个体系的焓（H）的绝对值到目前为止还没有办法测得，但当体系发生变化时，我们可以测得体系的焓的变化，即焓变，用“△H”表示，△H=H（终态）-H（始态）．
（1）化学反应中的△H是以______的形式体现的．
对于化学反应A+B=C+D，若H（A）+H（B）＞H（C）+H（D），则该反应的△H为______0（填“大于”．“小于”），该反应是______（填“放热”或“吸热”）反应；
（2）进一步研究表明，化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关．
已知：H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）△H=-185kJ•mol-1，△H（H2）=436kJ•mol-1，
△H（Cl2）=247kJ•mol-1．则△H（HCl）=______．
（3）Hess G．H在总结大量实验事实之后认为，只要化学反应的始态和终态确定，则化学反应的△H便是定值，与反应的途径无关．这就是有名的“Hess定律”．
已知：Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-25kJ•mol-1
3Fe2O3（s）+CO（g）=2Fe3O4（s）+CO2（g）△H=-47kJ•mol-1
Fe3O4（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO2（g）△H=19kJ•mol-1
请写出CO还原FeO的热化学方程式：______．
正确答案
（1）化学反应过程中一定伴随着能量的变化，反应焓变主要是指反应前后的热量变化；对于化学反应A+B=C+D，若H（A）+H（B）＞H（C）+H（D）：△H=H（终态）-H（始态），判断可知△H＜0；反应是放热反应；
故答案为：热能；小于； 放热；
（2）已知：H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）△H=-185kJ•mol-1，△H（H2）=436kJ•mol-1，△H（Cl2）=247kJ•mol-1；依据△H=H（终态）-H（始态），
△H=2△H（HCl）-△H（H2）-△H（Cl2）=-185kJ•mol-1；则△H（HCl）=434 kJ•mol-1；故答案为：434 kJ•mol-1 ；
（3）依据盖斯定律
①Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-25kJ•mol-1
②3Fe2O3（s）+CO（g）=2Fe3O4（s）+CO2（g）△H=-47kJ•mol-1
③Fe3O4（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO2（g）△H=19kJ•mol-1①×3-③×2+②得到：6FeO（s）+6CO（g）═6Fe（s）+6CO2（g）△H=-66 kJ•mol-1
得到热化学方程式为：FeO（s）+CO（g）═Fe（s）+CO2（g）△H=-11 kJ•mol-1故答案为：FeO（s）+CO（g）═Fe（s）+CO2（g）△H=-11 kJ•mol-1
在火箭推进器中装有还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态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。已知一些键断裂所需能量数据：
N-N:159 kJ /mol N="N:419" kJ /mol N≡N:945 kJ /mol H-H:436 kJ /mol
N-H:389 kJ /mol H-O:465 kJ /mol O-O:138 kJ /mol O="O:498" kJ /mol
①写出肼和过氧化氢的结构式：肼______ ___，过氧化氢______
②写出肼和双氧水反应的热化学方程式_____________________________。
正确答案
①
②N2H4(l) + 2H2O2(l) ＝ N2(g)+4H2O(g)；△H=" —814" KJ/mol
①根据肼和双氧水的结构简式可知，二者的结构式是
②反应热就是断键吸收的热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4×389 kJ /mol＋159 kJ /mol＋2×2×465 kJ /mol＋2×138 kJ /mol－4×2×465 kJ /mol－945 kJ /mol ＝—814 KJ/mol，所以该反应的热化学方程式是N2H4(l) + 2H2O2(l) ＝ N2(g)+4H2O(g)；△H=" —814" KJ/mol。
(3分)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式：298K时，
C(s,石墨)+ O2(g)= CO2(g) △H1= -393.5kJ／mol
2H2(g)+ O2(g)==2H2O (l) △H2= -571.6kJ／mol
2C2H2(g)+ 5O2(g)==4CO2(g) + 2H2O (l) △H3= -2599kJ／mol
写出298K时C(s,石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)的热化学反应方程式：_____________
正确答案
2C(s,石墨)+ H2(g)= C2H2(g) △H3=+226.7kJ／mol
考查盖斯定律的应用。根据反应①C(s,石墨)+ O2(g)= CO2(g) △H1= -393.5kJ／mol、
反应②2H2(g)+ O2(g)==2H2O (l) △H2= -571.6kJ／mol和反应③2C2H2(g)+ 5O2(g)==4CO2(g) + 2H2O (l) △H3= -2599kJ／mol可知，将①×4＋②－③得到4C(s,石墨)+ 2H2(g)= 2C2H2(g)，所以该反应的反应热△H＝－393.5kJ／mol×4—571.6kJ／mol＋2599kJ／mol＝＋453.4 kJ／mol。
能源短缺是人类面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源．具有广泛的开发和应用前景．因此甲醇被称为21世纪的新型燃料．
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应A：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H1
反应B：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H2
①下列条件中，能说明反应A达到平衡状态的是______．
A．生成甲醇的速率与生成水的速率相等 B．v（H2）/3=v（CH3OH）
C．恒容容器中，体系的压强不再改变 D．恒容容器中，混合气体密度不再发生改变
②在一定的压强下，将CO与H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇，则
△H2______0，△S______0（填“＞”、“=”或“＜”）．
③对于反应B，若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是______．
A．升高温度 B．将CH3OH（g）从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大 D．按原比例再充入CO和H．
④某温度下，将2mol CO和6mol H2，充人2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol•L-1，则CO的转化率为______，则该温度下该反应的平衡常数为______．
（2）已知在常温常压下：
①2CH3OH（I）十3O2（g）=CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ•mol-1
②2CO（g）+O2 （g）═2CO2 （g）△H=-566.0kJ•mol-1
③H2O（g）═H2O（l）△H=-44.0kJ．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）①A．无论是否达到平衡状态，都存在生成甲醇的速率与生成水的速率相等，不能用来判断平衡状态的标志，故A错误；
B．
C．反应前后气体的化学计量数不等，恒容容器中，体系的压强不再改变，说明达到平衡状态，故C正确；
D．化学反应前后气体的质量不变，容器的体积不变，无论是否达到平衡状态，恒容容器中，混合气体密度都不发生改变，不能判断是否达到平衡，故D错误．
故答案为：C；
②由方程式可知，反应生成气体的物质的量减少，则△S＜0，反应能自发进行，应满足△G=△H-T•△S＜0，则△H2＜0，
故答案为：＜；＜；
③A．由①可知，该反应放热，升温，平衡向逆反应方向移动，甲醇产率减小，故A错误；
B．将CH3OH（g）从体系中分离，平衡向正反应方向移动，甲醇产率增大，故B正确；
C．充入He，使体系总压强增大，各物质的浓度不变，平衡不移动，故C错误
D．按原比例再充入CO2和H2，由等效平衡可知平衡正向移动，甲醇产率增大，故D正确；
故选：BD．
④设一氧化碳的变化量为x，则
CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）
初始浓度（mol/L） 1 3 0
变化浓度（mol/L） 0.8 1.6 0.8
平衡浓度（mol/L） 0.2 2.4 0.8
则CO的转化率=
故答案为：80%；2.04；
（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的反应CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）和反应①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ/mol，②2CO （g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol，③H2O（g）=H2O（l）
△H=-44.0kJ/mol之间的关系为：①×
故答案为：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8kJ∕mol．
（5分）煤炭可以转化为清洁能源和化工原料。
（1）用煤可以制得水煤气。工业上可用煤和水通过水煤气法制氢气，已知下列热化学方程式：
C（s）＋
2H2（g）＋O2（g）=2H2O（g）
试求水煤气法制氢气的反应的反应热
C（s）＋H2O（g）=CO（g）＋H2（g）
（2）已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如下图所示：则此反应为 （填“吸热”或“放热”）反应，反应的热化学方程式为 。
正确答案
（共5分） （1）＋131.3（2分） （2）放热；
CO（g）＋H2O（g）=CO2（g）＋H2（g） △H＝－41 kJ／mol（2分，写高温条件不扣分）
（1）考查盖斯定律的应用。根据已知反应可知，①－②÷2即得到C（s）＋H2O（g）=CO（g）＋H2（g），所以反应热是－110.5 kJ／mol＋483.6 kJ／mo÷2＝＋131.3 kJ／mol。
（2）根据图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以是放热反应，放出的热量41 kJ，所以方程式为 CO（g）＋H2O（g）=CO2（g）＋H2（g） △H＝－41 kJ／mol。
（6分）拆开1mol H—H键，1mol N—H键，1mol N三N键分别需要吸收的能量为436kJ ,391kJ，946kJ：则理论上，每生成1mol NH3， 热量（填：吸收或放出） kJ；事实上，反应的热量总小于理论值，为什么？
正确答案
放出（2分），46.2（2分）；该反应是可逆反应，充分反应的最终结果是达到最大限度（既化学平衡状态），因此放出的热量总是小于理论计算值。（2分）
考查反应热的计算、化学反应能量变化的原因以及可逆反应的特点。在化学反应中断键是吸热的，形成化学键是放热的，如果断键吸收的能量高于形成化学键所放出的能量，则就是吸热反应，反之是放热反应。根据键能可知断键吸收的能量是436kJ×3＋946 kJ＝2254 kJ，形成化学键放出的能量是2×3×391 kJ＝2346 kJ，所以是放热反应，即每生成2mol氨气放热是2346 kJ－2254 kJ＝92 kJ，因此每生成1mol NH3放出46.kJ热量。因为氨气的合成是可逆反应，3魔力氢气和1mol氮气不可能生成2mol氨气，所以反应的热量总小于理论值。
2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）反应过程的能量变化如图所示．已知1molSO2（g）氧化为1molSO3（g）的△H=-99kJ•mol-1．请回答下列问题：
（1）图中A、C分别表示______、______，E的大小对该反应的反应热______（填“有”或“无”）影响．该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点______（填“升高”还是“降低”），△H______（填“变大”、“变小”或“不变”），理由是______．
（2）图中△H=______KJ•mol-1．
正确答案
（1）因图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量，E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，加入催化剂，活化能减小，反应反应热不变；
故答案为：反应物能量；生成物能量；无；降低；不变；因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低，但不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差，不改变反应热；
（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．
(6分)“嫦娥二号”卫星于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空，并且获得了圆满成功。火箭推进器中装有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态H2O2，当它们混合反应时，产生大量氮气和水蒸气，并放出大量的热．已知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256.652 kJ的热量．
(1)反应的热化学方程式为_________________________________________________
(2)又知H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ/mol，则16 g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成液态水时放出的热量是____ ___ kJ.
(3)此反应用于火箭推进，除释放出大量的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)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.63 kJ/mol
(2)408.8 (3)对环境无污染
（1）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256.652 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256.652 kJ÷0.4＝641.63 kJ，所以该反应的热化学方程式是N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.63 kJ/mol。
（2）16 g液态肼的物质的量是0.5mol，生成2mol气态水，放出641.63 kJ/mol×0.5mol＝320.815kJ热量。又因为2mol气态水转化为液态水又放出44 kJ/mol×2＝88kJ热量，所以最终放出的热量是320.815kJ＋88kJ＝408.815kJ热量。
（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。
已知：2Al (s)+
2Fe (s) +
试写出铝粉与氧化铁粉末发生铝热反应的热化学方程式___________________________。
正确答案
2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) △H=－828.42kJ·mol-1
考查盖斯定律的应用。根据盖斯定律可知，①－②即得到
2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) ，所以反应热△H＝―1 644.3 kJ• mol-1＋815.88 kJ• mol-1＝－828.42kJ·mol-1。
课本“交流•研讨”栏目有这样一组数据：破坏1mol氢气中的化学键需要吸收436kJ能量；破坏1/2mol 氧气中的化学键需要吸收249kJ的能量；形成水分子中1molH-O键能够释放463kJ 能量．下图表示氢气和氧气反应过程中能量的变化，请将图中①、②、③的能量变化的数值，填在下边的横线上．①______ kJ ②______ kJ ③______kJ．
正确答案
反应的方程式为：2H2+O2=2H2O，
2molH2和1molO2参加反应断裂化学键吸收的能量为：2×436kJ+498kJ=1370kJ，
生成2molH2O形成新化学键放出的能量为：4×463kJ=1852kJ，
所以2molH2和1molO2生成2molH2O共释放的能量为：1852kJ-1370kJ=482kJ，
故答案为：1370；1852；482．
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．
正确答案
（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；．
已知： C(s)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH＝－393．5 kJ/mol
2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) ΔH＝－566 kJ/mol
TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(s)＋O2(g) ΔH＝+141 kJ/mol
则TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)＝TiCl4(s)＋2CO(g) ΔH＝ 。
正确答案
－80 kJ·mol-1
试题分析：已知①C(s)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH＝－393．5 kJ/mol，②2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) ΔH＝－566 kJ/mol，③TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(s)＋O2(g) ΔH＝+141 kJ/mol，则依据盖斯定律可知①×2+③－②即得到TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)＝TiCl4(s)＋2CO(g) ΔH＝－80 kJ·mol-1。
工业上制备 BaC12 的工艺流程图如图所示：
某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO4）对工业过程进行模拟实验。查表得：
（1）反应C(s) + CO2(g)
（2）过滤过程中需要使用玻璃棒，玻璃棒的作用是 。
（3）盐酸溶解焙烧的固体后，产生的气体用过量 NaOH 溶液吸收，得到硫化钠溶液。 Na2S 水解的离子方程式为 。
（4）向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时，
Ksp(AgBr) = 5.4×10─13 , Ksp(AgCl) = 2.0×10─10]
正确答案
（1）+172.5 （2）引流 （3）S2-+H2O
试题分析：利用盖斯定律将方程式（①-②）/2得C(s) + CO2(g)
BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时，
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