- 化学反应与能量
- 共8781题
下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( )
正确答案
解析
解:A、碳酸钙受热分解是一个吸热反应,故A正确;
B、乙醇的燃烧反应是一个放热反应,故B错误;
C、氧化钙溶于水是一个放热反应,故C错误;
D、铝与氧化铁粉未反应是一个放热反应,故D错误.
故选A.
金属镍具有优良的物理和化学特性,是高技术产业的重要原料.
(1)羰基法提纯镍涉及的反应为:Ni(s)+4CO(g)⇌Ni(CO)4(g)
①当温度升高时,减小,则△H______0(填“>”或“<”).
②一定温度下,将一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是______(填代号).
若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数一(填“增大”、“不变”或“减小”),反应进行3s后测得Ni(CO)4的物质的量为0.6mol,则0-3s内的平均反应速率v(CO)=______mol•L-1•S-1.
③要提高上述反应中CO的转化率,同时增大反应速率,可采取的措施为______(写出一条措施即可).
(2)以NiS04溶液为电解质溶液进行粗镍(含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是______(填代号).(已知氧化性:Fe2+<Ni2+<Cu2+)
a.电解过程中,化学能转化为电能
b.粗镍作阳极,发生还原反应
c.利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属
d.粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比
(3)1业上用硫化镍(NiS)作为电极材料冶炼镍.电解时,硫化镍中的硫元素以单质形态沉积在某电极附近,镍元素以Ni2+形态进入电解液中,如图所示:硫化镍与电源的______(填“正极”或“负极”)相接.写出阳极的电极反应式______.
正确答案
解:(1)该反应的平衡常数为K=,当温度升高时,
减小,则K=
减小,故反应为放热反应,所以△H<0;
故答案为:<;
②a.反应向正向进行有CO气体生成气体Ni(CO)4密度增大,故a错误;
b.反应向正向进行,CO浓度减小,速率减小,当CO正反应速率不变时说明反应掉的CO速率等于生成CO的速率,反应达到平衡状态,故b正确;
c.该反应是放热反应,一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中,开始时反应正向进行,焓变发生改变,故c错误;
d.一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中,反应正向进行,CO转化率升高,达到平衡时,消耗的CO等于生成的CO,故转化率保持不变,故d正确;
故选bd;
平衡常数只受温度影响,所以温度不变化,平衡常数不变;
V(Ni(CO)4)==
=0.2mol•L-1•S-1,V(CO):V(Ni(CO)4)=4:1,所以V(CO)=0.8mol•L-1•S-1;
故答案为;2mol•L-1•S-1;
不变;
③增大压强,化学反应速率加快,化学平衡向气体体积减小的方向移动,即正反应方向,NO的转化率转化率增大;
故答案为:增大压强;
(2)a.电解过程中,电能转化为化学能,故A错误;
b.粗镍作阳极,发生氧化反应,故b错误;
c.Cu、Pt、Au金属活动性比镍弱,不放电,沉降在阳极区形成阳极泥,利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属,故c正确;
d.根据阴极的电极反应式Ni2++2e-=Ni 可知每通过2mol电子,析出1mol镍,所以粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比,故d正确;
故选cd.
(3)从图象可知NiS通电后发生氧化反应生成S和Ni2+,电解池中发生氧化反应为阳极,故NiS与电影的正极相连做阳极,硫离子失去电子发生氧化反应生成硫单质和镍离子,阳极电解反应式为:NiS-2e-=Ni2++S;
故答案为:正极;NiS-2e-=Ni2++S.
解析
解:(1)该反应的平衡常数为K=,当温度升高时,
减小,则K=
减小,故反应为放热反应,所以△H<0;
故答案为:<;
②a.反应向正向进行有CO气体生成气体Ni(CO)4密度增大,故a错误;
b.反应向正向进行,CO浓度减小,速率减小,当CO正反应速率不变时说明反应掉的CO速率等于生成CO的速率,反应达到平衡状态,故b正确;
c.该反应是放热反应,一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中,开始时反应正向进行,焓变发生改变,故c错误;
d.一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中,反应正向进行,CO转化率升高,达到平衡时,消耗的CO等于生成的CO,故转化率保持不变,故d正确;
故选bd;
平衡常数只受温度影响,所以温度不变化,平衡常数不变;
V(Ni(CO)4)==
=0.2mol•L-1•S-1,V(CO):V(Ni(CO)4)=4:1,所以V(CO)=0.8mol•L-1•S-1;
故答案为;2mol•L-1•S-1;
不变;
③增大压强,化学反应速率加快,化学平衡向气体体积减小的方向移动,即正反应方向,NO的转化率转化率增大;
故答案为:增大压强;
(2)a.电解过程中,电能转化为化学能,故A错误;
b.粗镍作阳极,发生氧化反应,故b错误;
c.Cu、Pt、Au金属活动性比镍弱,不放电,沉降在阳极区形成阳极泥,利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属,故c正确;
d.根据阴极的电极反应式Ni2++2e-=Ni 可知每通过2mol电子,析出1mol镍,所以粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比,故d正确;
故选cd.
(3)从图象可知NiS通电后发生氧化反应生成S和Ni2+,电解池中发生氧化反应为阳极,故NiS与电影的正极相连做阳极,硫离子失去电子发生氧化反应生成硫单质和镍离子,阳极电解反应式为:NiS-2e-=Ni2++S;
故答案为:正极;NiS-2e-=Ni2++S.
下列说法或表示方法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、硫蒸气变化为硫固体为放热过程,则等量的硫蒸气和硫固体在氧气中分别完全燃烧,放出热量硫蒸气多,即前者放出热量多,故A错误;
B、石墨能量比金刚石低,石墨稳定,故B错误;
C、水能是自然界中以现成形式提供的能源,为一级能源,可以从自然界补充属于可再生能源,故C正确;
D、氢气燃烧生成稳定的化合物为液体水,所以H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H=-241.8 kJ/mol不能表示氢气燃烧热的热化学方程式,故D错误;
故选C.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.化学反应实质是反应物化学键断裂化学键吸收能量,生成物形成化学键放出热量,反应过程中一定伴随能量变化,故A正确;
B.伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化,如灯泡发光过程中有热能变化,故B错误;
C.反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等,故C错误;
D.反应物的总能量既可以高于生成物的总能量又可以低于生成物的总能量,故D错误;
故选A.
下列关于化学反应与能量的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、大多化合反应是放热反应,但C+CO2CO为吸热反应,故A错误;
B、当断裂化学键吸能>形成化学键放能时,是吸热反应,反之放热反应,故B错误;
C、反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等,故C错误;
D、化学反应中有物质变化一定伴随有能量变化,故D正确;
故选:D.
(2014秋•天水校级期末)以下自发反应可用△H判据来解释的是( )
正确答案
解析
解:A.2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-285.8 kJ•mol-1,△H<0,可以用焓判据进行解释,故A正确;
B.2N2O5(g)═4NO2(g)+O2(g)△H=+56.7 kJ•mol-1,△H>0,不能用焓判据进行解释,故B错误;
C.(NH4)2CO3(s)═NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9 kJ•mol-1,△H>0,不能用焓判据进行解释,故C错误;
D.硝酸铵自发地溶于水,是熵增大的过程,与焓判据无关,不能用焓判据解释,故D错误.
故选A.
已知断裂1mol C-H键,要吸收热量414.4kJ;断裂1mol C-C键,要吸收热量347.4kJ;生成1mol C═C键,会放出热量615.3kJ;生成1mol H-H键,会放出热量435.3kJ,某有机物分解的反应可表示为:
若在反应中消耗了1mol乙烷,则有关该反应的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:1mol乙烷含有1molC-C键,6molC-H键,生成的乙烯含1molC=C键1molH-H键和4molC-H键,△H=347.4KJ+6×414.4KJ-4×414.4KJ-615.3KJ-435.3KJ=+125.6KJ,所以该反应吸收125.6KJ的热量,
故选:D.
如图所示,保持反应过程中温度不变,在一个容积为4L的密闭容器中,左室加入X molSO3,右室加入2 molSO2和1molO2,中间是个可移动的隔板,在少量催化剂存在下分别发生反应:
左室:2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g)
右室:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=-197kJ/mol
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、右室加入2 molSO2和1molO2,反应按2:1进行,任何时刻都为2:1;左室反应开始,SO2和O2按反应按2:1进行,所以左右两室,自反应开始后至结束,任何时刻SO2和O2都为2:1,故不能说明到达平衡,故A错误;
B、平衡时,左右两部分压强始终相等,增加X的量,假定右室体积不变,则左室压强增大,所以右室压强增大,增大压强平衡向体积减小的方向移动,即右室向正反应方向移动,所以SO2的体积分数减小,即a>b,故B正确;
C、对于左室,令参加反应的2SO3为amol,则
2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)
开始(mol):2 0 0
变化(mol):a a 0.5a
某时(mol):2-a a 0.5a
对于右室,令参加反应的SO2的物质的量为bmol,则
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
开始(mol):2 1 0
变化(mol):b 0.5b b
平衡(mol):2-b 1-0.5b b
所以2-a+a+0.5a=2-b+1-0.5b+b,即a+b=2
右室反应热为△H1=-197kJ/mol×0.5bmol,
左室的反应热为△H2=197kJ/mol×0.5amol,
所以△H1+△H2=197(0.5a-0.5b)kJ,无法判断平衡时参加反应的a、b的值,故无法判断,故C错误;
D、体积固定,根据压强之比等于物质的量之比可知,平衡时右室的混合气体总的物质的量为3mol×=2.5mol.
对于右室,令参加反应的SO2的物质的量为nmol,则
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
开始(mol):2 1 0
变化(mol):n 0.5n n
平衡(mol):2-n 1-0.5n n
所以(2-n+1-0.5n+n)=3×,解得n=1
所以该反应的平衡常数为k==4mol-1•L.
所以左室的平衡常数为k′==
=
mol/L.
对于左室,则
2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)
开始(mol/L):0.5 0 0
变化(mol/L):0.1 0.1 0.05
某时(mol/L):0.4 0.1 0.05
所以浓度商为=
,小于
,不处于平衡状态,故D错误;
故选B.
下列有关能量的说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、化石能源是指煤、石油、天然气,内部储存了大量能量,故A正确;
B、有时需要通过吸热反应吸收的热量降低环境温度,故B错误;
C、由石墨制金刚石是吸热反应,所以石墨能量低,故C正确;
D、物质的化学能可以在不同条件下发生反应,如燃料燃烧放出的热量,原电池反应提供电能,镁燃烧发出耀眼的白光,转为热能、电能、光能等为人类所利用,故D正确;
故选B.
(2015秋•魏县校级期中)已知化学反应A2(g)+B2(g)═2AB(g)△H=Q kJ•mol-1,其能量变化如图所示,则Q的值正确的是( )
正确答案
解析
解:反应热等于反应物活化能于生成物活化能之差,反应为吸热反应,Q=a-b.
故选A.
下列有关反应热的叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、氢气的燃烧热是完全燃烧1mol氢气生成液态水所放出的能量,气态水变为液态水释放热的,所以氢气的燃烧热大于241.8kJ/mol,故A错误;
B、C(s,石墨)=C(s,金刚石);△H=+1.9kJ•mol-1,说明石墨的能量低于金刚石的,所以金刚石不如石墨稳定,故B错误;
C、反应X(g)+Y(g)⇌Z(g)+W(s)的焓变是定值,故C错误;
D、单质碳完全燃烧放出的热量高于不完全燃烧放出的热量,焓变是负值,所以△H1<△H2,故D正确.
故选D.
参照反应Br+H2⇌HBr+H的能量对应反应历程的示意图,下列叙述中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、从图示分析出反应物的能量低于生成物,Br+H2⇌HBr+H是个吸热过程,故A正确;
B、氢氧化钡晶体和氯化铵反应不需要任何条件,反应吸热,故B错误;
C、从图示分析出反应物的能量低于生成物,故C错误;
D、升高温度时正逆反应速率都要增大,故D错误.
故选A.
(2016春•惠州校级月考)已知:(NH4)2CO3(s)═NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ•mol-1,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、依据反应的特征分析(NH4)2CO3((s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ•mol-1,反应是熵变增大的反应,△S>0;反应是吸热反应焓变大于0,△H>0;故A错误;
B、判断反应能否自发进行需要根据△H与△S综合考虑,判断依据是△H-T△S<0,故B正确;
C、碳酸盐分解反应中熵增加,△S>0,反应是吸热反应,△H>0,反应自发进行的判断依据是△H-T△S<0,反应自发进行,因此低温下碳酸盐分解是非自发进行的,故C错误;
D、该反应是吸热反应,△H>0,△S>0;反应自发进行的判断依据是△H-T△S<0,当高温下反应可以自发进行,故B错误;
故选B.
白磷在高压下隔绝空气加热后急速冷却,可得钢灰色固体黑磷,其转化过程中能量变化如图所示.下列叙述中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由图可知白磷的量比黑磷高,能量越低越稳定,说明黑磷能量更稳定,故A正确;
B、黑磷和白磷是由同种元素组成的结构不同的单质,互为同素异形体,故B错误;
C、单质中元素的化合价为0,反应前后化合价不变,不属于氧化还原反应,故C错误;
D、由图可知白磷的量比黑磷高,白磷转化为黑磷是放热反应,故D错误;
故选A.
(2015秋•重庆校级期中)下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、反应是否自发进行,由熵变、焓变、温度共同决定,非自发反应在改变条件下可以发生,故A错误;
B、同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小,故B错误;
C、恒温恒压下,△H<0且△S>0的反应,则△H-T△S<0,反应一定可以自发进行,故C错误;
D、反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行,△G=△H-T•△S<0,•△S<0,则该反应的△H<0,故D正确;
故选D.
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