化学反应与能量_章节学习

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题型：填空题

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填空题

（5分）（1）已知1 g丙烷完全燃烧生成气态水，放出的热量是47 kJ，又知：

H2O（l）== H2O（g） ΔH＝+ 44 kJ·mol－1，则表示丙烷燃烧热的热化学方程式为

(2)下图中能较准确地反映丙烷燃烧时能量变化的曲线是________。

(3)已知在298K时下列反应的反应热为：

①CH3COOH（l） + 2O2（g）＝2CO2（g）+2H2O （l）△H1＝－870.3KJ/mol

②C（s）+O2（g）＝CO2（g）△H2＝－393.5KJ/mol

③H2（g）+1/2O2（g）＝H2O （l） △H3＝－285.8KJ/mol

则反应：2C（s） +2H2（g） +O2（g）＝CH3COOH（l）的反应热

△H= KJ/mol

正确答案

（1）　△H=－2224kJ/mol

（2)B （3）－488.3

（1）燃烧热是指在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。根据题意可知，1mol丙烷完全燃烧生成4mol气态水，放出的热量是47kJ×44＝2068kJ。而4mol气态水变成液态水又放出44kJ×4＝176kJ，所以丙烷的燃烧热是（2068＋176）kJ/mol＝2224kJ/mol，因此热化学方程式为

　△H=－2224kJ/mol

（2）因为是放热反应，所以反应物的总能量高于生成物的总能量，因此答案选B。

（3）考查盖斯定律的应用，根据已知反应可知②×2＋③×2－①即得到2C（s） +2H2（g） +O2（g）＝CH3COOH（l），所以反应热是－393.5KJ/mol×2－285.8KJ/mol×2＋870.3KJ/mol＝－－488.3kJ/mol。

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题型：填空题

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填空题

（12分）在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢，当它们混合时，即产生大量氧气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4mol液态肼与足量液态过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.0kJ的热量。

(1)写出过氧化氢和肼的电子式：过氧化氢，肼。

(2)写出液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和气态水反应的热化学方程式。

(3)已知H2O(1)=H2O(g) △H ＝+44kJ／mol，则16g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是 kJ。

(4)上述反应用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是。

正确答案

（1）（共4分，每空2分）

（2）N2H4(1)+2H2O2(1)= N2(g)+4H2O(g) △H ＝-640kJ／mol（3分）

（3）408 （3分）

（4）生成N2和H2O，对环境无污染（2分）

（3）由下面的两个反应，通过盖斯定律：

H2O(1)=H2O(g) △H ＝+44kJ／mol

N2H4(1)+2H2O2(1)= N2(g)+4H2O(g) △H ＝-640kJ／mol

推出：N2H4(1)+2H2O2(1)= N2(g)+4H2O(l) △H ＝-816kJ／mol（3分）

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题型：简答题

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简答题

已知2H2（g）+ O2（g）===2H2O（l） ΔH =" —571.6" kJ· mol—1

CO(g) + 1/2O2(g) ="=" CO2(g) △H = －283 kJ· mol—1某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，求原混合气体中H2和CO的物质的量。

正确答案

n(H2) ==0.2mol n(co)==0.20mol

试题分析：3.6 g液态水的物质的量是3.6g÷18g/mol＝0.2mol，所以氢气的物质的量就是0.2mol。则根据氢气燃烧的热化学方程式可知，氢气燃烧放出的热量是571.6 kJ· mol—1×0.2mol÷2＝57.16kJ，因此CO燃烧放出的热量是113.74kJ－57.16kJ＝56.58kJ，所以消耗CO的物质的量是56.58kJ÷283 kJ· mol—1＝0.2mol。

点评：在进行反应热的有关计算时，需要特别注意的是，每mol不一定是指1mol，例如在2H2（g）+ O2（g）===2H2O（l） ΔH =" —571.6" kJ· mol—1中，表示每mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量是571.6 kJ。

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题型：填空题

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填空题

（3分）下表列出了几种键的键能:

请根据以上信息写出氢气在氯气燃烧生成氯化氢气体的热化学方程式：

。

正确答案

H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH＝－183 kJ/mol

试题分析：根据方程式：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；ΔH =E（反应物）-E（生成物）=436+243-2×431=－183 kJ/mol

点评：根据键能计算反应热：ΔH =E（反应物）-E（生成物），属于简单题。

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题型：填空题

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填空题

（10分）在反应H2 + Cl2＝2HCl中，已知H－H键能为436kJ/mol，Cl－Cl键能为243kJ/mol，H－Cl键能为432kJ/mol。

判断该反应是放热还是吸热。

计算生成1mol HCl时反应的能量变化。

正确答案

放热放出92.5 kJ (10分)

△H=436kJ/mol＋243kJ/mol―2×432kJ/mol=―92.5 kJ／mol，△H<0，反应放热，放热92.5 kJ

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题型：填空题

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填空题

（10分）回答下列问题：

（1）反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)过程中的能量变化如右图所示，判断该反应△H 0（填“＞”、“＜”、

或“无法确定”）。

（2）在Al2O3、Ni催化下气态甲酸发生下列反应：

甲酸(g)=" CO" (g)+ H2O (g)　 △H1=" +34.0" kJ/mol

甲酸(g)= CO2 (g)+ H2(g) △H2=" —7.0" kJ/mol

则甲酸的分子式为，在该条件下，气态CO2和气态H2反应生成气态CO和气态H2O的热化学方程式为。

（3）如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：

I若试管内液面上升，则正极反应：。

II若试管内液面下降，则发生腐蚀。

III若溶液甲为水，溶液乙为海水，则铁钉在（填“甲”或“乙”）溶液中腐蚀的速度快。

正确答案

（10分）（1）＜。（1分）

（2）CH2O2（1分），CO2(g) + H2(g) =" CO(g)" + H2O(g) △H = +41.0kJ/mol。（2分）

（3）IO2 + 2H2O + 4e-→ 4OH- 。（2分）II析氢。（2分）III乙。（2分）

略

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题型：简答题

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简答题

（12分）把一块已经被氧化了的镁3.2 g放入到47 mL密度为1.07 g·cm的稀硫酸中，生成0.2 g氢气。求被氧化的镁的质量是多少，所得溶液溶质质量分数为多少。

正确答案

0.48 g 27%

Mg+HSOMgSO+H↑

24 120 2

x y 0.2 g

x="2.4" g

y="12" g

MgO的质量为：3.2 g-2.4 g="0.8" g

MgO ~ Mg

40 24

0.8 g z

z="0.48" g

MgO+HSOMgSO+HO

40 120

0.8 g A

A="2.4" g

所得溶液溶质质量分数为：

=27%

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题型：填空题

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填空题

（1）一定条件下，可逆反应：A2(g)+B2(g) 2C(g)达到平衡时，各物质的

平衡浓度分别为：c(A2)＝0.5 mol·L-1；c(B2)＝0.1 mol·L-1；c(C)＝1.6 mol·L-1。

若用a、b、c分别表示A2、B2、C的初始浓度（mol·L-1)，则：

①a、b应满足的关系式是。

②a的取值范围是。

（2）氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，肼（N2H4）可

作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。

已知：①N2(g)+2O2(g)="===" N2O4 (1) △H1= -19.5kJ·mol-1

②N2H4(1)+O2(g)="===" N2(g)+2H2O(g) △H2= -534.2kJ·mol-1

写出肼和N2O4反应的热化学方程式；

正确答案

(1)①a=b+0.4 ②0.4

(2) 2N2H4(L)+N2O4(L)====3N2(g)+4H2O(g) △H=-1048.9kJ/mol(3分)

试题分析：（1）一定条件下，可逆反应：A2(g)+B2(g) 2C(g)达到平衡时，各物质的平衡浓度分别为：c(A2)＝0.5 mol·L-1；c(B2)＝0.1 mol·L-1；c(C)＝1.6 mol·L-1，若B2(g)完全反应，则a为0.4，即b为0，若C全部全部转化为A2(g)+B2(g)，则a为1.3，b为0.9，所以①a、b应满足的关系式是a=b+0.4，而上述是假设状态，故a的取值范围是0.42O4反应的热化学方程式可以由②N2H4(1)+O2(g)="===" N2(g)+2H2O(g)乘以2，再减去①N2(g)+2O2(g)="===" N2O4得到，故肼和N2O4反应的热化学方程式为 2N2H4(L)+N2O4(L)====3N2(g)+4H2O(g△H=-1048.9kJ/mol，（△H=-534.2×2+19.5=-1048.9kJ/mol）。

点评：本题考查了化学平衡的计算、热化学方程式的书写，该考点是高考考查的热点，本题有利于培养学生对化学平衡计算的理解能力，该难度中等。

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题型：填空题

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填空题

合成氨工业对国防具有重要意义，如制硝酸、合成纤维以及染料等

（1）已知某些化学键的键能数据如下表：

合成氨的热化学反应方程式为。

（2）常温下，向饱和NaCl与饱和氨水的混合溶液中通入过量CO2，有NaHCO3固体析出，该反应的化学方程式为；所得溶液中离子的电荷守恒式是；若向饱和NaCl与饱和CO2的混合溶液中通入氨气，则没有NaHCO3固体析出，原因是。

（3）氨氮废水(含NH3、NaOH和Na2SO4)超标排放会造成水体富营养化。右图通过直接电化学氧化法有效除去某工厂氨气。其中阴离子的流动方向为（填“向a极”或“向b极”），电解过程中，b极区的pH （填“增大”或“减小”或“不变”），阳极反应方程式为。

正确答案

（1）N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-86kJ/mol

（2）NaCl+CO2+NH3·H2O=NH4Cl+NaHCO3↓

c（Na+）+c(H+)+c（NH4+)=c(Cl-)+c（HCO3-)+2c（CO32-)+c（OH-)

二氧化碳的溶解度小，生成的碳酸氢铵太少，故没有碳酸氢钠析出

（3）向a极增大 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O

试题分析：(1)旧键断裂吸热：946+3×436=2254kJ；新建合成放热：6×390=2340kJ；放热多，化学反应表现

为放热，放出热量86kJ，不难写出相关热化学方程式，同时注意：标明物质的聚集状态；标明单位：

kJ·mol－1。(2)根据反应物和产物，利用守恒定律，不难写出相关方程式；根据溶液呈电中性，正电荷总

数等于负电荷总数，写出电荷守恒；二氧化碳在水中的溶解度很小，生成的碳酸氢根离子浓度很小，

故没有碳酸氢钠析出。（3）阴离子移向阳极；阳极氢离子放电，剩余氢氧根离子，溶液pH增大。

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题型：填空题

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填空题

（10分）已知：a、H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l) △H=-57.3 kJ•mol-1；

b、1.6gCH4完全燃烧生成水蒸气时放热80.2kJ，1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ。

（1）氢氧化钠与硫酸两稀溶液发生反应，写出表征其中和热的热化学方程式：

（2）写出表征甲烷燃烧热的热化学方程式：

（3）已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。请回答下列问题：

①图中C表示 E的大小对该反应的反应热有无影响？。

②该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？，理由是；

（4）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：

①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H＝―24.8 kJ•mol-1

② 3Fe2O3(s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H＝―47.2 kJ•mol-1

③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H＝ +640.5 kJ•mol-1

写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：

_________________________________________________。

正确答案

(10分）

(1) NaOH(aq) +1/2H2SO4 (aq) = 1/2Na2SO4(aq) +H2O(l) △H=-57.3 kJ•mol-1（2分）

(2) CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l) △H＝―889.98 kJ•mol-1（2分）

(3) ① 生成物能量无（各1分，共2分）

②降低因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低（各1分，共2分）

(4) FeO(s)+ CO(g)="=" Fe(s)+CO2(g) △H＝-218.0 kJ•mol-1 （2分）

（1）考查热化学方程式的书写。中和热是在一定条件下，在稀溶液中，酸和碱反应生成1mol水时放出的热量，所以该反应的热化学方程式是 NaOH(aq) +1/2H2SO4 (aq) = 1/2Na2SO4(aq) +H2O(l) △H=-57.3 kJ•mol-1。

（2）燃烧热是在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，所以该反应的热化学方程式是CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l) △H＝―889.98 kJ•mol-1。

（3）①根据图像可知，C点表示生成物的总能量。E表示反应的活化能，活化能的大小不能改变反应的反应热。

②催化剂改变了反应的历程使活化能E降低，所以B点降低。

（4）考查反应热的计算。根据盖斯定律可知，（①×3－②－③×2）÷6即得到

FeO(s)+ CO(g)="=" Fe(s)+CO2(g)，所以反应热是△H＝（）―24.8 kJ•mol-1×3＋47.2 kJ•mol-1－640.5 kJ•mol-1×2）＝－218.0 kJ•mol-1。

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题型：填空题

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填空题

（8分）下列方程式中（以下填写序号）

①CaCO3(s) ="=" CaO + CO2(g)；ΔH= 177.7kJ/mol

②C(s) + H2O(g)="=" CO(g) + H2(g)；ΔH= -131.3kJ/mol

③0.5H2SO4(l) + NaOH(l) ="=" 0.5Na2SO4(l) + H2O(l)；ΔH= -57.3kJ/mol

④C(s) + O2(g) ="=" CO2(g)；ΔH=-393.5kJ/mol

⑤CO(g) + 1/2 O2(s) ="=" CO2(g)；ΔH=-283kJ/mol

⑥HNO3 (aq) + NaOH(aq) ="=" NaNO3(aq) + H2O(l)；ΔH= -57.3kJ/mol

⑦2H2(g) + O2(g) ="=" 2H2O(l)；ΔH= -517.6kJ/mol

（1）上述热化学方程式中，不正确的有______________________

（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

（8分）（1）①②③⑦；（2）C(s) + 1/2 O2(g) ="=" CO (g)；ΔH=-110.5kJ/mol

（3）④⑤；⑥

（1）①中没有注明物质的状态，不正确；碳和水蒸气反应是吸热反应，△H大于0，②不正确；③不正确，物质的状态不正确，应该是0.5H2SO4(ag) + NaOH(ag) ="=" 0.5Na2SO4(ag) + H2O(l)；ΔH= -57.3kJ/mol；⑦不正确，反应热的数值是错误的，其余都是正确的，所以答案选①②③⑦。

（2）根据盖斯定律可知，④－⑤即得到C(s) + 1/2 O2(g) ="=" CO (g)，所以反应热ΔH=－393.5kJ/mol＋283kJ/mol＝－110.5kJ/mol。

（3）燃烧热是在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，因此表示燃烧热的是④⑤；中和热是在一定条件下，再稀溶液中，酸和碱反应生成1mol水水所放出的热量，所以答案是⑥。

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填空题

(12分)(2011·银川高二检测)化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化，这种能量的变化常以热能的形式表现出来，叫做反应热。由于反应的情况不同，反应热可以分为许多种，如燃烧热和中和热等。

(1)下列ΔH表示物质燃烧热的是________；表示物质中和热的是________。(填ΔH1、ΔH2和ΔH3等)

E．C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH5

F．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH6

G．2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH7

(2)进一步研究表明，化学反应的能量变化(ΔH)与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开1 mol化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的键能数据：

已知白磷(P4)的燃烧热为2 378.0 kJ/mol，白磷完全燃烧的产物(P4O10)的结构如图所示，则上表中x＝________。

正确答案

(1)ΔH4、ΔH5　ΔH6　(2)433.75

(1)燃烧热强调1 mol纯物质完全燃烧生成稳定化合物所放出的热量，故ΔH4、ΔH5符合；中和热强调酸和碱反应生成1 mol H2O(l)时所放出的热量，故ΔH6符合。

(2)P4＋5O2===P4O10需拆开6 mol P—P、5 mol O===O，形成12 mol P—O、4 mol P===O，所以12 mol×360 kJ/mol＋4 mol×x kJ/mol－(6 mol×197 kJ/mol＋5 mol×499 kJ/mol)＝2 378.0 kJ，x＝433.75。

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填空题

（9分）（1）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生下列反应：

N2（g） + 3H2O（1） 2NH3（g） + O2（g）；△H =" a" kJ·mol—1

进一步研究NH3生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表：

①此合成反应的a 0；ΔS 0，（填“＞”、“＜”或“＝”）

②已知：N2（g） + 3H2（g）2NH3（g） ΔH= －92．4kJ·mol—1

2H2（g） + O2（g） 2H2O（l） ΔH = －571．6kJ·mol—1

则常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式为：

（2）①已知：0.5mol液态肼（N2H4）与足量的液态双氧水反应生成氮气和水蒸气，放出256kJ的热量，写出该反应的热化学方程式

②又已知H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ•mol-1。则32g液态肼与足量的液态双氧水反应生成氮气和液态水时放出的热量是 kJ

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优点是

正确答案

（1）①＞、＞（各1分）

②2N2（g） + 6H2O（1） = 4NH3（g） + 3O2（g） ΔH="+1530" kJ·mol-1 （2分）

或者N2（g） + 3H2O（1） = 2NH3（g） + O2（g） ΔH="+765" kJ·mol-1 （2分）

（2）①N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H="-512kJ." mol-1（2分）

②688（2分）③产物无污染（1分）

（1）①随着温度的升高，氨气的含量逐渐增大，说明正反应是吸热反应。反应前后气体的体积是增大的，所以△S大于0。

②考查盖斯定律的应用。根据反应可知①×2－②×3即得到2N2（g） + 6H2O（1） = 4NH3（g） + 3O2（g），所以反应热是－92．4kJ·mol—1×2＋571．6kJ·mol—1×3＝+1530 kJ·mol-1。

（2）①根据题意可知，1mol肼完全燃烧放出的热量是256kJ×2＝512kJ，所以热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H="-512kJ." mol-1。

②根据H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ•mol-1可知N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) △H="-688kJ." mol-1。32g液态肼是1mol，所以放出的热量是688kJ.

③由于肼的燃烧产物是氮气和水，产物无污染。

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填空题

(4分)1836年，俄国籍瑞士化学家盖斯提出了化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与其中间步骤无关。按此规律，结合下述反应的热化学方程式，回答问题。

已知：①NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)　ΔH＝－176 kJ/mol

②NH3(g)===NH3(aq)　ΔH＝－35.1 kJ/mol

③HCl(g)===HCl(aq)　ΔH＝－72.3 kJ/mol

④NH3(aq)＋HCl(aq)===NH4Cl(aq)　ΔH＝－52.3 kJ/mol

⑤NH4Cl(s)===NH4Cl(aq)　ΔH＝？

则第⑤个热化学方程式中的反应热是。

正确答案

（4分）　ΔH＝＋16.3 kJ/mol

由盖斯定律，可知：②

③

④－①=⑤,所以:⑤式的ΔH=－35.1

－72.3－52.3－

(－176)=＋16.3 kJ/mol

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填空题

Ⅰ.利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。用乙烯作为还原剂将氮的氧化物还原为N2是燃煤烟气的一种脱硝(除NOx)技术。其脱硝机理如图所示。写出该脱硝过程中乙烯和NO2反应的化学方程式。

Ⅱ.(1)如图是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1的变化是 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),ΔH的变化是。

(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)ΔH="+49.0" kJ·mol-1;

②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH="-192.9" kJ·mol-1。

又知③H2O(g)=H2O(l) ΔH="-44" kJ·mol-1。

则甲醇蒸气完全燃烧生成液态水的热化学方程式为。

写出甲醇质子交换膜燃料电池在酸性条件下的负极反应式: 。

正确答案

Ⅰ.2C2H4+6NO2=4CO2+3N2+4H2O[或2CH2CH2+6NO24CO2+3N2+4H2O]

Ⅱ.(1)减小不变

(2)CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH="-764.7" kJ·mol-1 CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+

Ⅰ.观察题图可知,C2H4与NO2反应生成CO2、N2、H2O。

Ⅱ.(1)催化剂可降低反应的活化能,但不能改变反应热,故E1减小、ΔH不变。

(2)根据盖斯定律,由②×3-①×2+③×2得CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.7kJ·mol-1。

在甲醇质子交换膜燃料电池中,酸性条件下,其负极的电极反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+。

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