- 化学反应与能量
- 共8781题
（16分）
O2 (g) = O+2(g) + e- 
（2）由C和S形成的液态化合物CS2，0.2mol/l CS2在O2中完全燃烧，生成两种气态氧化物，298K时放出热量215k
（3）已知：常温下0.1mol/L的某酸H2A的pH=4，则该酸为 酸（填“强”或“弱”），H2A的电离方程式为 ，该溶液中由水电离出的c(H+)= 。
（4）一定温度下，两种酸：a、盐酸 b、醋酸：
①当两种酸的物质的量浓度相同时，c(H+)：a b（填“＞”、“＜”或“=”，下同）。
②在pH相同、体积相同的两种酸溶液中加入过量的铁粉，反应结束时生成H2的总体积：a b。
③将pH相同，体积相同的两种酸溶液分别加水稀释100倍，所得溶液的pH值：a b
正确答案
略
（14分）用氮化硅陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)
（1） SiCl4的平均反应速率为＿＿＿
（2）平衡后，若改变温度，混合气体的平均相对分子质量与温度的关系如图所示，下列说法正确的是
（3）下表为不同温度下该反应的平衡常数，其他条件相同时，在＿＿＿（填"T1”、“T2”．,“T3”）温度下反应达到平衡所需时间最长：
假设温度为T1时向该反应容器中同时加入。(SiC14) =0．3 mol/L，c(H2) =0．3 mol/L,，c(N2) ＝
x mol/L, c (HCl) ＝0．3 mol/L和足量Si3N4 (s),若要使平衡建立的过程中HCl浓度减小，x的取值
范围为＿＿＿
（4）该反应的原子利用率为＿＿＿＿
（5）工业上制备SiCl4的反应过程如下：
写出二氧化硅、焦炭与Cl 2在高温下反应生成气态SiC14和一氧化碳的热化学方程式_____
正确答案
（14分）
（1）0．015mol/(L•min)（2分） （2）AB（2分）
（3）T3（2分） 0 ≤ x < 0．15（3分） （4）24．22%（2分）
（5）SiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)=SiCl4(g)+2CO(g) ∆H=(a+b-c)kJ•mol‾1（3分）
试题分析：（1）反应生成的n(Si3N4)=2．8g÷140g/mol=0．02mol，则反应的SiCl4为：n(SiCl4)=3n(Si3N4)=3×0．02mol=0．06mol，则v(Si3N4)=0．06mol÷2L÷2min=0．015mol/(L•min)。
（2）正反应方向，气体的物质的量增大，气体的质量减小，根据图像可知温度升高，混合气体的平均相对分子质量增大，所以升温平衡向逆反应方向移动移动，则该反应为放热反应。A、因为该反应∆H <0，∆S>0，所以∆H‾—T∆S恒小于0，在任何温度下可自发进行，正确；B、因为Si3N4为固体，反应前后气体的质量不相等，所以若混合气体的总质量不变，表明反应己达到平衡状态，正确；C、因为Si3N4为固体，所以其他条件不变，增大Si3N4的物质的量，对平衡无影响，错误；D、按3:2:6的物质的量比增加反应物，H2的体积分数增大，所以SiC14（g）的转化率增大，错误。
（3）该反应为放热反应，随着温度升高，平衡常数减小，所以T3温度最低，反应速率最小，达到平衡所需时间最长；当反应恰好达到平衡时，根据平衡常数可得：0．312÷（0．33×0．36×x2）=1．2，解得x=0．15mol，要使平衡建立的过程中HCl浓度减小，反应向左进行，所以0 ≤ x < 0．15
（4）根据化学方程式，原子的利用率=140÷（140+12×36．5）×100%=24．22%
（5）首先写出化学方程式并注明状态：SiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)=SiCl4(g)+2CO(g)，然后根据盖斯定律求算焓变，该反应可由已知的3个反应经① + ②—③求得，所以∆H=(a+b-c)kJ•mol‾1，进而可写成化学方程式。
(1)新的《环境空气质量标准》(GB 3095
①汽车排出的尾气中含有CO和NO等气体,用化学方程式解释产生NO的原因 。
②汽车排气管内安装的催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的大气循环物质。已知:
N2(g)+O2(g)="2NO(g)" ΔH="+180.5" kJ/mol
2C(s)+O2(g)="2CO(g)" ΔH="-221.0" kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH="-393.5" kJ/mol
则反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH= kJ/mol。
(2)直接排放氮氧化物会形成酸雨、雾霾,催化还原法和氧化吸收法是常用的处理方法。利用NH3和CH4等气体除去烟气中的氮氧化物。已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1="a" kJ/mol;欲计算反应CH4(g)+4NO(g)=CO2(g)+2H2O(l)+2N2(g)的焓变ΔH2则还需要查询某反应的焓变ΔH3,当反应中各物质的化学计量数之比为最简整数比时,ΔH3="b" kJ/mol,该反应的热化学方程式是 ,据此计算出ΔH2= kJ/mol(用含a、b的式子表示)。
(3)下表列出了工业上吸收SO2的三种方法。
方法Ⅱ主要发生了下列反应:
2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) ΔH="+8.0" kJ/mol
2H2(g)+SO2(g)=S(g)+2H2O(g)ΔH="+90.4" kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH="-566.0" kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH="-483.6" kJ/mol
则S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)的热化学方程式可表示为 。
(4)合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如图所示,则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
正确答案
(1)①N2+O2
(2)N2(g)+O2(g)="2NO(g)" ΔH3="b" kJ/mol a-2b
(3)S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH="-574.0" kJ/mol
(4)CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH="+161.1" kJ/mol
(1)②按题干顺序给3个热化学方程式编号,由盖斯定律③×2-①-②得2NO(g)+2CO(g)
(2)根据盖斯定律将已知的两个热化学方程式相减可得热化学方程式为2N2(g)+2O2(g)="4NO(g)" ΔH="a" kJ/mol-ΔH2="2b" kJ/mol,则ΔH2=(a-2b)kJ/mol,同时将上面的方程式及ΔH都除以2可得热化学方程式。
(3)将后面的两个方程式相加减去前两个方程式再除以2可得相应的热化学方程式:S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH="-574.0" kJ/mol。
(4)按题干顺序给图像中的3个热化学方程式编号,根据盖斯定律,③-②×3-①得CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH="[-846.3-(-241.8)×3-(-282.0)]kJ/mol=+161.1" kJ/mol。
(创新预测题)将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)＋H2O(g)
C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
H2(g)＋
CO(g)＋
请回答：
(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式：_____________________________。
(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律做出如图循环图
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。
请分析：甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”)；判断的理由是
_______________________________________________________。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点______________________________________________________
正确答案
(1)C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) ΔH＝131.5 kJ·mol－1
(2)乙 甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3且ΔH2＞0)
(3)①减少污染；②燃烧充分；③方便输送(任填两个)
(1)本题考查盖斯定律，ΔH1－ΔH2－ΔH3即为C(s)与水蒸气反应的焓变。因此C(s)与水蒸气反应的热化学方程式为：
C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) ΔH＝131.5 kJ·mol－1。
(2)根据盖斯定律，煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量应相等，甲同学的错误在于忽视了煤转化为水煤气时要吸收热量。
（12分）（1） 0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5千焦热量，其热化学方程式是：
。
又已知：H2O（液）＝H2O（气）；△H =-44kJ/mol，则11.2升（标准状况下）乙硼烷完全燃烧时生成气态水时放出的热量为 千焦。
（2）在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH3OH）燃烧生成CO2和液态
（3）已知拆开1mol H－H键，1molN－H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为________________________________。
正确答案
（12分）
（1）B2H6(g)+3O2(g)→B2O3(s)+3H2O(l) ΔH＝–2165.0kJ·mol－1； 1016.5
（2）CH3OH(l)+O2(g)→CO2(g)+2H2O(l) ΔH＝–725.76kJ·mol－1
（3）N2(g)+3H2(g) === 2NH3(g) ΔH＝－92kJ·mol－1
略
（8分） 已知某反应A(g)＋B(g)?C(g)＋D(g)进行过程中的能量变化如图所示，请回答下列问题：
(1)该反应的ΔH＝________kJ·mol－1(用含E1、E2的代数式表示)。（1分）
(2)若在反应体系中加入催化剂使逆反应速率增大，则E1________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，ΔH________。（2分）
(3)在相同温度和压强下，对反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表：
上述四种情况达到平衡后，C(D)的大小顺序是________。（2分）
A.乙＝丁>丙＝甲 B．乙>丁>甲>丙 C.丁>乙>丙＝甲 D．丁>丙>乙>甲
(4)若上述反应达到平衡，为了提高A的转化率，可以采用的措施有(写一条)：________________________________________________________________________。（1分）
(5)在恒温恒容条件下进行上述反应。下列情况可以判断该反应达到平衡状态的是____（2分）
A.气体平均摩尔质量不再变化 B. 气体压强不再变化
C. 气体密度不再变化 D. 消耗A的速率等于消耗D的速率
E. 各组分浓度之比为1:1:1:1 F. C生成的速率等于B消耗的速率
正确答案
(1)E1－E2 (2)减小 不变 (3)A (4)升高温度、增加B的浓度 (5)D
该题为反应热与化学反应速率、化学平衡相结合的题目。（1）ΔH=E（反应物）-E（生成物）=E1-E2；（2）使用催化剂，减小反应的活化能，同时减小E1和E2，反应热不变；（3）首先用极端转化，将生成物全部转化为反应物，甲和丙，乙和丁是相同的。乙中2amol可以变为amol+amol；先通入amolA和amolB与甲完全相同，再通入amol，在甲的基础上平衡正向移动，故D的浓度，乙>甲，选A；（4）要提高A的转化率，可以使平衡正向移动。升高温度或增加B的浓度都可以。（5）判断平衡状态两点：υ正=υ逆、各物质的量保持不变，总结成改变的量如果不变了，即达到平衡。M=、ρ=、P在整个反应过程中均不变，F中只有正方向，故答案选D。
(8分)燃煤废气中的氮氧化物
(1)对燃煤废气进行脱硝处理时，常利用甲烷催化还原氮氧化物。如：
则CH4 ( g)将NO2 (g)还原为N2(g)等的热化学方程式是________________________________
(2)将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的化学方程式为：
正确答案
（1）CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H=－867kJ·mol－1
（2）< CH3OCH3－12e－＋16OH－=2CO32－＋11H2O 减小
考查化学反应原理
（1）依据盖斯定律可知，反应(①+②）/2，可得：CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H=－867kJ·mol－1
（2）升温而CO2的转化率降低，说明平衡左移，正反应为放热反应，△H<0；
在燃料电池中，总反应为：CH3OCH3＋3O2＋4OH－=2CO32－＋5H2O
正极反应为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－
负极反应为：CH3OCH3－12e－＋16OH－=2CO32－＋11H2O
由电极反应可知，放电过程中不断消耗OH－，溶液的pH减小
（4分）（1）已知C2H5OH(g)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(g) △H1="a" kJ·mol－1；
H2O(g)==H2O(1) △H2="b" kJ·mol－1；
C2H5OH(g)==C2H5OH(1) △H3="c" kJ·mol－1，
写出 C2H5OH(1)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式
（2）已知下列热化学方程式：
① H2(g)＋1/2O2(g) ＝H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ/mol
② C(s)＋1/2O2(g) ＝CO(g) ΔH＝－110.5 kJ/moL
则水煤气能源的制取原理：C(s)＋H2O(g)＝H2(g)＋CO (g) ΔH＝ kJ/moL
正确答案
（4分）（1）C2H5OH(g)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(g) △H1="a-c+3b" kJ·mol－1
（2）131．3 (2分)
略
(8分)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如：
CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－574 kJ·mol－1
CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－1160 kJ·mol－1
若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为________(阿伏加德罗常数用NA表示)，放出的热量为________kJ。
(2)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)(l)。丙烷脱氢可得丙烯。
已知：C3H8(g)―→CH4(g)＋HC≡CH(g)＋H2(g)
ΔH1＝＋156.6 kJ·mol－1
CH3CH===CH2(g)―→CH4(g)＋HC≡CH(g)
ΔH2＝＋32.4 kJ·mol－1
则相同条件下，反应C3H8(g)―→CH3CH===CH2(g)＋H2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。
正确答案
(1)1.6NA 173.4 (2)＋124.2
(1)0.2 mol H4→O2转移0.2×8NAe－
将2个方程相加
CH4(g)＋2NO2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)＋N2(g)
ΔH＝－867 kJ·mol－1，因而放出0.2 mol×867 kJ·mol－1＝173.4 kJ
(2)两方程相减即得＋124.2 kJ·mol－1
合成氨反应（
（1）合成氨反应的能量变化如图所示，则该反应的热化学方式为（△H用图给字母表示） 。
（2）在温度恒定为298K，体积恒定为10L的密闭容器中测得合成氨反应达到平衡时氢气、氮气、氨气的物质的量分别为0.1mol、0.4mol、4mol，则此温度下题给该反应的平衡常数K=
（3）标况下，若将22.4mL的氨气通入100mLpH为2的盐酸中，则溶液中各离子浓度的顺序由大到小为 。
（4）将氨气通入盛有CaSO4悬浊液的沉淀池中，再通入足量的CO2，过滤后即可得到（NH4）2SO4。该过程的化学方程式为 ，由此可知Ksp(CaSO4) Ksp(CaCO3)（填“大于”、“小于”或“等于”）
正确答案
（9分）
（2）
（3）
（4）
（1）由图可得该反应的热化学反应方程式为：
（2）平衡常数是指可逆反应达到平衡后，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值；得
（3）标况下，若将22.4mL的氨气通入100mLpH为2的盐酸中，则溶液中各离子浓度的顺序由大到小为：
（4）将氨气通入盛有CaSO4悬浊液的沉淀池中，再通入足量的CO2，过滤后即可得到（NH4）2SO4。该过程的化学方程式为
由此可知Ksp(CaSO4)大于Ksp(CaCO3)
（4分）已知下列反应的反应热:
①CH3COOH(l)＋2O2(g)＝2CO2(g)＋2H2O(l) △H＝－870.3kJ∕mol
②C(S)＋O2(g)＝CO2(g) △H＝－393.5kJ∕mol
③2C(S)＋2H2(g)＋O2(g)＝CH3COOH(l) △H＝－488.3kJ∕mol
请写出H2燃烧热的热化学方程式 。
正确答案
略
（8分）．2009年10月16日第十一届全运会在济南举行，全运会使用的火炬的燃料是丙烷。
（1）已知11g丙烷完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为555kJ，请写出丙烷燃烧热的热化学方程式
(2)某温度下，纯水中的c（H+）=2.0×10-7mol/L，若温度不变，滴入稀硫酸使c（H+）=5.0×10-6mol/L，则该溶液中由水电离出的c（OH-）为
正确答案
（1）C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2220KJ/mol
(2) 8.0 * 10-9 mol/L
略
能源是人类生活和社会发展的基础，研究化学反应中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务。阅读下列有关能源的材料，回答有关问题：
（1）从能量的角度看，断开化学键要吸收能量，形成化学键要放出能量。已知拆开1 mol H－H键、1 mol I－I、1 mol H－I键分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、299 kJ。则由氢气和碘单质反应（H2+I2=2HI）生成1 mol HI需要 （填“放出”或“吸收”） ___ kJ的热量。
（2）在生产和生活中经常遇到化学能与电能的相互转化。
在如图甲装置中，负极电极反应式为 ，发生的是 反应（填“氧化”或“还原”，下同）。正极电极反应式为 ；总反应的离子方程式为 。
（3）若用氢氧化钾溶液做电解质溶液，用氢气做燃料，空气做氧化剂制成燃料电池，其负极反应式为 ；正极反应式为 。当有标状下2.24L氢气消耗时，另一极消耗氧气的物质的量为 。
（4）在如下图所示的原电池中，铝做 极，导线上电子由 极流向 极。
正确答案
（12分）（1）放出；5.5
（2）Zn—2e—＝Zn2+；氧化；2H++2e—＝H2↑；Zn+2H+＝Zn2++H2↑
（3）2H2—4e—+4OH—＝4H2O；O2+4e—+2H2O＝4OH—；0.05mol
（4）负；铝；镁（或负；正）
试题分析：（1）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，所以根据键能可知，该反应的反应热＝436 kJ/mol＋151 kJ/mol－299 kJ/mol×2＝－11kJ/mol，所以生成1 mol HI需要放出5.5kJ的热量。
（2）原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。锌比铜活泼，则锌是负极，失去电子。铜是正极，溶液中的氢离子在正极得到电子，析出氢气。
（3）氢气在负极通入，由于溶液是碱性溶液，所以负极电极反应式是2H2—4e—+4OH—＝4H2O；氧气在正极通入，电极反应式是O2+4e—+2H2O＝4OH—；标准状况下2.24L氢气是0.1mol，失去0.2mol电子，所以根据电子的得失守恒可知，需要氧气的物质的量是0.2mol÷4＝0.05mol。
（4）镁的金属性强于铝的，但能和氢氧化钠溶液反应的是铝，所以铝是负极，镁是正极，导线上电子由铝电极流向镁电极。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题，试题基础性强，贴近高考，旨在培养学生分析、归纳、总结问题的能力，有利于调动学生的学习兴趣，激发学生的学习积极性。该题的关键是明确原电池的工作原理，然后结合题意和装置图灵活运用即可。
写出下列反应的热化学方程式：(6分)
(1) 32.5g锌在氧气中完全燃烧生成氧化锌固体，放出175KJ的热量。
。
(2) 氢气与碘蒸气反应，生成1molHI气体时，吸收25.9KJ的热量；
。
正确答案
略
已知在29
C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g)； △H1=-393.5kJ／mol，
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)； △H2=-566.0kJ／mol。
则298K时，反应 C(s，石墨)+ 1/2 O2(g) =" CO" (g)的△H是______________
正确答案
-110.5kJ/mol
略
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