- 化学反应与能量
- 共8781题
（1）图中所示反应是______（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）已知拆开1mol H-H键、1mol I-I、1mol H-I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ．则由1mol氢气和1mol碘反应生成HI会______（填“放出”或“吸收”）______ kJ的热量．在化学反应过程中，是将______ 转化为______．
（3）下列反应中，属于放热反应的是______，属于吸热反应的是______．
①物质燃烧 ②炸药爆炸 ③酸碱中和反应 ④二氧化碳通过炽热的碳
⑤Ba（OH）2•8H2O与NH4Cl反应 ⑥铁粉与稀盐酸反应．
正确答案
放热
放出
11
化学能
热能
①②③⑥
④⑤
解析
解：（1）依据图象分析反应物的能量大于生成物的能量，反应放热，故答案为：放热；
（2）在反应H2+I2⇌2HI中，断裂1molH-H键，1molI-I键共吸收的能量为：1×436kJ+151kJ=587kJ，生成2molHI，共形成2molH-I键，放出的能量为：2×299kJ=598kJ，吸收的能量少，放出的能量多，所以该反应为放热反应，放出的热量为：598kJ-587kJ=11kJ，化学能转化为热能，故答案为：放出；11；化学能；热能；
（3）常见的放热反应有：所有的物质燃烧、所有金属与酸反应、金属与水反应，所有中和反应；绝大多数化合反应和铝热反应；
常见的吸热反应有：绝大数分解反应，个别的化合反应（如C和CO2），某些复分解（如铵盐和强碱）．所以放热反应有：①②③⑥；吸热反应有：④⑤，
故答案为：
①②③⑥；④⑤．
工业生产水煤气的反应为：C（s）+H2O（g）→CO（g）+H2（g）-131.4kJ，下列判断正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、该反应是吸热反应，故反应物的总能量小于生成物的总能量，故A错误；
B、同一可逆反应，正、逆方向反应热数值相等，符号相反，由题干反应可知，可得CO（g）+H2（g）→C（s）+H2O（g）+131.4kJ，故B正确；
C、由题干反应可知生成1mol氢气吸收的热量为131.4 KJ，故C正确；
D、由题干反应可知生成1mol氢气吸收的热量为131.4 KJ，1体积氢气物质的量不是1mol，故D错误；
故选BC．
已知C（石墨）→C（金刚石），△H=+119KJ/mol，则可判断（ ）
正确答案
解析
解：石墨生成金刚石吸热，说明石墨能量低，所以石墨稳定，故C正确；故选：C；
1918年，Lewis提出反应速率的碰撞理论：反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件，但并不是每次碰撞都能引起反应，只有少数碰撞才能发生化学反应．能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞．
（1）图Ⅰ是HI分解反应中HI分子之间的几种碰撞示意图，其中属于有效碰撞的是______（填“A”、“B”或“C”）．
（2）20世纪30年代Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态．图Ⅱ是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：______．
（3）过渡态理论认为，催化剂改变反应速率的原因是改变了反应的途径，对大多数反应而言主要是通过改变过渡态，从而使有效碰撞所需要的能量发生变化．请在图Ⅱ中画出NO2和CO反应时使用催化剂而使反应速率加快的能量变化示意图．
正确答案
解：（1）只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，分析三个图，可知只有C有新物质生成，则C为有效碰撞，
故答案为：C；
（2）反应热为134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol，则反应的热化学方程式为NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234 kJ/mol，
故答案为：NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234 kJ/mol；
（3）加入催化剂，降低反应物的活化能，反应速率加快，图象应为
故答案为：
解析
解：（1）只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，分析三个图，可知只有C有新物质生成，则C为有效碰撞，
故答案为：C；
（2）反应热为134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol，则反应的热化学方程式为NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234 kJ/mol，
故答案为：NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234 kJ/mol；
（3）加入催化剂，降低反应物的活化能，反应速率加快，图象应为
故答案为：
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
1370
1852
482
解析
解：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．
下列说法中错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、化学反应中的能量变化主要表现为热量变化，还有光能、电能等等，故A正确；
B、化学反应过程就是旧键断裂和新键形成的过程，断键吸收能量，成键释放能量，故B正确；
C、氯化铵与氢氧化钡在常温下就能很快反应，不需要加热，但属于吸热反应，故C错误；
D、在恒压条件下，△（焓变）数值上等于恒压反应热，故D正确．
故选：C．
①按图所示将实验装置连接好．
②向甲烧杯的水中投入一定量的CaO固体，此烧杯中的NO2平衡混合气体的红棕色变深；向乙烧杯中加入NH4NO3晶体，此时烧杯中NO2平衡混合气体颜色变浅．
回答下列问题：
（1）CaO与水反应的化学方程式为______，该反应为______（填“吸热反应”或“放热反应”）．
（2）NH4NO3晶体溶于水温度______（填“升高”或“降低”）．NH4NO3溶于水______（填“是”或“不是”）吸热反应．
（3）查阅资料知NO2的平衡气体中存在的可逆反应为2NO2（g）⇌N2O4（g），已知NO2为红棕色，N2O4为无色，结合实验知，当温度升高时，平衡______（填“未被破坏”或“发生移动”），此时反应速率______（填“增大”、“减小”或“不变化”）．混合气体的颜色不变______（填“能”或“不能”）证明反应已达平衡．
正确答案
解：（1）CaO与水反应生成氢氧化钙，反应方程式为CaO+H2O═Ca（OH）2，该反应为放热反应，故答案为：CaO+H2O═Ca（OH）2；放热反应；
（2）硝酸铵溶解于水后吸热，所以会使溶液温度明显降低，溶解过程是物理变化所以不是吸热反应，故答案为；降低；不是；
（3）2NO2（g）⇌N2O4（g）正反应是放热反应，所以升高温度逆向移动，正逆反应速率都加快，混合气体的颜色不变说明二氧化氮的浓度不变，化学反应达平衡状态，故答案为：发生移动；增大；能．
解析
解：（1）CaO与水反应生成氢氧化钙，反应方程式为CaO+H2O═Ca（OH）2，该反应为放热反应，故答案为：CaO+H2O═Ca（OH）2；放热反应；
（2）硝酸铵溶解于水后吸热，所以会使溶液温度明显降低，溶解过程是物理变化所以不是吸热反应，故答案为；降低；不是；
（3）2NO2（g）⇌N2O4（g）正反应是放热反应，所以升高温度逆向移动，正逆反应速率都加快，混合气体的颜色不变说明二氧化氮的浓度不变，化学反应达平衡状态，故答案为：发生移动；增大；能．
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出热量多，故A正确；
B、电解池是将电能转化为化学能的装置，故B错误；
C、中和热是在稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成1mol水时所释放的热量，这时放出的热量才相等，弱酸弱碱电离要吸热，而浓酸浓碱溶解要发热，故C错误；
D、因反应是吸热反应还是放热反应与反应的条件无关，如铝热反应需要加热才能发生，却为放热反应，故D错误；
故选A．
下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、在相同条件下，将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，硫固体变化为硫蒸气吸热，所以前者放出热量多，故A正确；
B、由“C（s，石墨）=C（s，金刚石）△H=+1.9kJ•mol-1”可知，石墨变化为金刚石吸热，石墨金刚石能量高于石墨，金刚石比石墨活泼，故B错误；
C、在稀溶液中：H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）△H=-57.3kJ•mol-1，若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1mol NaOH的溶液混合，浓硫酸溶解放热，生成1mol水放出的热量大于57.3 kJ
，故C正确；
D、在101kPa时，2g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式可表示为2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1，故D错误；
故选AC．
下列推论正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、固体硫燃烧时要先变为气态硫，过程吸热，气体与气体反应生成气体比固体和气体反应生成气体产生热量多，但反应热为负值，所以△H2＞△H1，故A错误；
B、由热化学方程式可知，石墨总能量小于金刚石，则石墨较稳定，故B错误；
C、铜质搅拌器代替环形玻璃搅拌棒，金属传热较快，使得热量散失更多，所测反应热热结果会偏低，故C正确；
D、碳生成稳定的氧化物二氧化碳，而不是一氧化碳，所以不是碳的燃烧热，故D错误；
故选C．
（2016•浙江二模）汽车尾气排放的一氧化碳、氮氧化物等气体已成为大气污染的主要来源．德国大众汽车尾气检测造假事件引起全世界震惊．根据下列示意图（如图1）回答有关问题：
（1）汽车发动机工作时会引发N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180kJ•mol-1，其能量变化示意图如下：
则NO中氮氧键的键能为______kJ•mol-1．
（2）空燃比过小易产生CO．有人提出可以设计反应2CO（g）=2C（s）+O2（g）来消除CO的污染．判断该设想是否可行，并说出理由______．
（3）利用活性炭涂层排气管处理NOx的反应为：xC（s）+2NOx（g）⇌N2（g）+xCO2 （g）△H=-b kJ•mol-1．若使NOx更加有效的转化为无毒尾气排放，以下措施理论上可行的是______．
A．增加排气管长度 B．增大尾气排放口
C．升高排气管温度 D．添加合适的催化剂
（4）催化装置中涉及的反应之一为：2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）．
①探究上述反应中NO的平衡转化率与压强、温度的关系，得到图2所示的曲线．催化装置比较适合的温度和压强是______．
②测试某型号汽车在冷启动（冷启动指发动机水温低的情况下启动）时催化装置内CO和NO百分含量随时间变化曲线如图3所示．则前10s 内，CO和NO百分含量没明显变化的原因是______．
③研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率．为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了以下三组实验：
根据坐标图4，计算400K时该反应的平衡常数为______；并在图中画出上表中的实验Ⅱ、Ⅲ条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图（标明各条曲线的实验编号）．
正确答案
解：（1）设NO中氮氧键的键能为x，
△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和=（946+498）kJ•mol-1-2×x=180kJ•mol-1，解得x=632 kJ•mol-1，
故答案为：632；
（2）2CO（g）=2C（s）+O2（g）（△H＞0、△S＜0）是一个焓增、熵减的反应，任何情况下不能自发进行，所以无法消除CO的污染，
故答案为：不合理，该反应焓增、熵减，任何条件下都不能自发进行或该反应△H＞0，△S＜0则△G＞0；
（3）xC（s）+2NOx（g）⇌N2（g）+xCO2 （g）△H=-b kJ•mol-1．此反应为放热反应，
A．增加排气管长度，增大了相当于增大了固体的接触面积，加快了化学反应速率，故A正确；
B．增大尾气排放口，对反应速率和平衡不产生影响，故B错误；
C．升高排气管温度，温度升高，平衡左移，不利于NOx转化，故C错误；
D．添加合适的催化剂，加快化学反应速率，故D正确；
故答案为：AD；
（4）①由图2可知，等压条件下，温度越低，NO的转化率越高，因此温度选400K，同温下，NO的转化率随着温度的升高变化不大，所以选用较为经济的1MPa，
故答案为：400K，1MPa：
②汽车冷启动时的尾气催化处理CO、NO百分含量随时间变化曲线变化分析，开始的气体含量变化不大，说明温度低，催化剂的作用未起作用；证明反应未达到催化剂工作温度（或尚未达到反应的温度）；
故答案为：尚未达到催化剂工作温度（或尚未达到反应的温度）；
③设400K达到平衡状态时，则
2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）．
初始浓度（10-3mol•L-1）：1 3.60 0 0
转化浓度（10-3mol•L-1）：0.9 0.9 0.45 0.9
平衡浓度（10-3mol•L-1）：0.1 2.7 0.45 0.9
K=
因Ⅰ、Ⅱ温度相同，初始浓度相等，催化剂对平衡移动无影响，则平衡不移动，但Ⅱ的速率大，则Ⅱ先达到化学平衡，Ⅰ、Ⅱ达平衡时NO的浓度相同，而Ⅲ的温度高，则反应速率最大且平衡逆移，即达到化学平衡时c（NO）增大，实验Ⅱ、Ⅲ条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图为
故答案为：5000L•mol-1；
解析
解：（1）设NO中氮氧键的键能为x，
△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和=（946+498）kJ•mol-1-2×x=180kJ•mol-1，解得x=632 kJ•mol-1，
故答案为：632；
（2）2CO（g）=2C（s）+O2（g）（△H＞0、△S＜0）是一个焓增、熵减的反应，任何情况下不能自发进行，所以无法消除CO的污染，
故答案为：不合理，该反应焓增、熵减，任何条件下都不能自发进行或该反应△H＞0，△S＜0则△G＞0；
（3）xC（s）+2NOx（g）⇌N2（g）+xCO2 （g）△H=-b kJ•mol-1．此反应为放热反应，
A．增加排气管长度，增大了相当于增大了固体的接触面积，加快了化学反应速率，故A正确；
B．增大尾气排放口，对反应速率和平衡不产生影响，故B错误；
C．升高排气管温度，温度升高，平衡左移，不利于NOx转化，故C错误；
D．添加合适的催化剂，加快化学反应速率，故D正确；
故答案为：AD；
（4）①由图2可知，等压条件下，温度越低，NO的转化率越高，因此温度选400K，同温下，NO的转化率随着温度的升高变化不大，所以选用较为经济的1MPa，
故答案为：400K，1MPa：
②汽车冷启动时的尾气催化处理CO、NO百分含量随时间变化曲线变化分析，开始的气体含量变化不大，说明温度低，催化剂的作用未起作用；证明反应未达到催化剂工作温度（或尚未达到反应的温度）；
故答案为：尚未达到催化剂工作温度（或尚未达到反应的温度）；
③设400K达到平衡状态时，则
2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）．
初始浓度（10-3mol•L-1）：1 3.60 0 0
转化浓度（10-3mol•L-1）：0.9 0.9 0.45 0.9
平衡浓度（10-3mol•L-1）：0.1 2.7 0.45 0.9
K=
因Ⅰ、Ⅱ温度相同，初始浓度相等，催化剂对平衡移动无影响，则平衡不移动，但Ⅱ的速率大，则Ⅱ先达到化学平衡，Ⅰ、Ⅱ达平衡时NO的浓度相同，而Ⅲ的温度高，则反应速率最大且平衡逆移，即达到化学平衡时c（NO）增大，实验Ⅱ、Ⅲ条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图为
故答案为：5000L•mol-1；
已知：H2（g）+F2（g）⇌2HF（g）△H=-270kJ/mol，下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、热化学方程式的化学计量数仅表示物质的量，不表示气体体积，故A错误；
B、生成HF气体时放热270KJ，物质由气态变为液态要放出热量，所以1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量大于270kJ，故B错误；
C、热化学方程式的化学计量数是指物质的量，不表示分子个数，故C错误；
D、△H=生成物能量和-反应物能量和＜0，说明反应物能量高于生成物，故D正确．
故选：D．
下列过程是非自发的是（ ）
正确答案
解析
解：A．水由高处向低处流，是自发进行的过程，故A不选；
B．天然气燃烧生成二氧化碳和水，反应放热△H＜0，CH4+2O2→CO2+2H2O，△S＜0，△H-T△S＜0 属于自发进行的过程，故B不选；
C．铁生锈为自发进行的氧化还原反应，反应放热，常温下可自发进行，故C不选；
D．室温下水结成冰是温度降低作用下的变化，不是自发进行的反应，故D选．
故选D．
中学化学教材中有大量数据，下列是某同学对数据利用情况，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．化学反应能否自发进行，取决于焓变和熵变的综合判据，当△H-T•△S＜0时，反应可自发进行，故A错误；
B．反应速率与反应热的大小无关，反应速率的大小主要取决于物质的性质，故B错误；
C．沸点不同物质可用蒸馏的方法分离，故C正确；
D．溶液的酸性取决于溶液中氢离子和氢氧根离子的大小关系，温度不同，中性溶液的pH不同，在温度高于常温时，pH=6.8的溶液可能呈中性，故D错误．
故选：C．
正确答案
解析
解：A、因反应物的能量高于生成物的能量时，反应是放热反应，故A错误；
B、因旧键的断裂吸收能量，而不是释放能量，故B错误；
C、因旧键的断裂吸收能量，由图可知形成2molA-B键需要放出ykJ能量，故C正确；
D、由图可知，1molA2和1molB2的总能量高于2molAB的总能量，故D错误；
故选C．
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