- 化学反应与能量
- 共8781题
（2015秋•扬州期末）你被遗忘在火星上，如何生存下去等待救援呢？
（1）获得氢气．向火箭燃料液态联氨（N2H4）中加入铱催化剂，分解生成氮气和氢气．
已知：3N2H4（l）⇌4NH3（g）+N2（g）△H=-336.6kJ•mol-1
N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1
则N2H4（g）⇌N2（g）+2H2（g）△H=______kJ•mol-1，该反应平衡常数的表达式为______．
（2）获得氧气．火星大气中有稀薄的CO2．
以碱溶液为电解质可实现如下转化2CO2
（3）获得水．火星上含有高浓度高氯酸根的有毒卤水，可对其进行生物降解．
Ⅰ、在微生物的催化下，ClO4-可被CH3COO-还原，过程如图1所示，CH3COO-也可作为碳元素的来源，促进微生物生长．
①该过程中总反应的离子方程式为______．
②CH3COO-的浓度对ClO4-降解程度的影响如图2所示，则12小时后，CH3COO-浓度小于0.4g/L的条件下，ClO4-的降解几乎停滞的原因是______．
Ⅱ．高氯酸、盐酸和硝酸的酸性在水溶液中差别不大．某温度下，这三种酸在冰醋酸中的电离平衡常数如表所示．冰醋酸做溶剂，这三种酸酸性最强的是______．在冰醋酸中，盐酸的电离方程式为______．
正确答案
解：（1）已知：①3N2H4（l）⇌4NH3（g）+N2（g）△H=-336.6kJ•mol-1
②N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1
据盖斯定律，则①×
△H=（-336.6kJ•mol-1）×
故答案为：-50.6；K=
（2）转化2CO2
故答案为：△S＞0；2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-；
（3）Ⅰ、①微生物的催化下，ClO4-可被CH3COO-还原，得到二氧化碳和氯离子，离子方程式为：ClO4-+CH3COO-+H+=2CO2+2H2O+Cl-，故答案为：ClO4-+CH3COO-+H+=2CO2+2H2O+Cl-；
②根据CH3COO-的浓度对ClO4-降解程度的影响图可以看出：CH3COO-浓度过低，不能促进微生物生长CH3COO-浓度小于0.4g/L的条件下，ClO4-的降解几乎停滞，故答案为：CH3COO-浓度过低，不能促进微生物生长，失去催化作用，反应速率显著降低；
Ⅱ、电离平衡常数越大，酸的电离程度越大，酸性越强，所以这三种酸酸性最强的是HClO4；在冰醋酸中，盐酸不能完全电离，电离方程式为：HCl⇌H++Cl-．
故答案为：HClO4；HCl⇌H++Cl-．
解析
解：（1）已知：①3N2H4（l）⇌4NH3（g）+N2（g）△H=-336.6kJ•mol-1
②N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1
据盖斯定律，则①×
△H=（-336.6kJ•mol-1）×
故答案为：-50.6；K=
（2）转化2CO2
故答案为：△S＞0；2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-；
（3）Ⅰ、①微生物的催化下，ClO4-可被CH3COO-还原，得到二氧化碳和氯离子，离子方程式为：ClO4-+CH3COO-+H+=2CO2+2H2O+Cl-，故答案为：ClO4-+CH3COO-+H+=2CO2+2H2O+Cl-；
②根据CH3COO-的浓度对ClO4-降解程度的影响图可以看出：CH3COO-浓度过低，不能促进微生物生长CH3COO-浓度小于0.4g/L的条件下，ClO4-的降解几乎停滞，故答案为：CH3COO-浓度过低，不能促进微生物生长，失去催化作用，反应速率显著降低；
Ⅱ、电离平衡常数越大，酸的电离程度越大，酸性越强，所以这三种酸酸性最强的是HClO4；在冰醋酸中，盐酸不能完全电离，电离方程式为：HCl⇌H++Cl-．
故答案为：HClO4；HCl⇌H++Cl-．
（2015秋•盐城校级月考）下列有关说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．MgCl2（1）═Mg（1）+Cl2（g）该反应为吸热、熵值增大的反应，即MgCl2（1）═Mg（1）+Cl2（g）的△H＞0，△S＞0，故A正确；
B．pH=12的NaOH溶液和氨水，氨水的浓度大，所以中和物质的量的HCl，消耗氨水的体积小，故B错误；
C．N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g） （△H＜0），反应为放热反应，升高温度，平衡向左移动，氢气转化率降低，故C正确；
D．平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，故D错误；
故选：AC．
（2014•宜章县校级模拟）充分燃烧一定量丁烷生成CO2和液态水放热Q kJ，经测定生成的CO2恰好被100mL 5mol/L的KOH溶液完全吸收生成K2CO3，则热化学方程式：C4H10（g）+
正确答案
解析
解：解：n（KOH）=0.1L×5mol/L=0.5mol，则由CO2～2KOH可知，n（CO2）=0.5mol×
故选C．
已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下：
H2（g）+Cl2（g）═2HCl（g）△H1
H2（g）+Br2（g）═2HBr（g）△H2
有关上述反应的叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．因为Cl2比Br2活泼，Cl-Cl键能较大，放出的热量更多，应为△H1＜△H2，故A正确；
B．两个反应都是放热反应，生成物的总能量低于反应物的总能量，故B错误；
C．由热化学方程式可知，生成2mol氯化氢放出的热量才是|△H1|，故C错误；
D．物质在气态时具有的能量一般高于液态和固态时，则1molHBr（g）具有的能量高于1molHBr（l）具有的能量，故D错误；
故选A．
正确答案
解析
解：由图可知：反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，该反应为放热反应，△H＜0，
故选B．
单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．单斜硫的能量比正交硫的能量高，S（s，单斜）=S（s，正交）△H=-0.33kJ/mol，为放热反应，故A错误；
B．物质的能量越高越不稳定，则正交硫比单斜硫稳定，故B正确；
C．由图象可以看出，单斜硫的能量比正交硫的能量高，故C错误；
D．互为逆过程的反应的焓变互为相反数，即1molSO2（g）分解成lmol S（s，单斜）和lmol O2（g）时会吸收的能量，故D错误．
故选B．
航天飞船可用肼（N2H4）作动力源．已知1g液态肼和足量的液态过氧化氢反应生成N2和水蒸气时放出20.05kJ热量，化学方程式如下：N2H4+2H2O2═N2↑+4H2O．下列说法中错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、N2H4中N元素为-2价，反应后生成N2为0价，所以N元素化合价升高，所以肼作还原剂，故A正确；
B、1g液态肼和足量液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气时放出20.05kJ的热量，则1mol肼反应放出的热量为32×20.05=641.60（kJ），故B正确；
C、肼中存在N-H键也有N-N键，结构简式为
D、反应放热，所以反应物的总能量高于生成物的总能量，故D正确．
故选：C．
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、根据燃烧热的概念：1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物，所放出的热量为燃烧热，水的状态应该为液态，故A错误；
B、0.5mol N2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3（g），放热19.3kJ，因反应为可逆反应，则1molN2和3molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3（g），放热不是38.6kJ，则热化学反应方程式中的反应热数值错误，故B错误；
C、反应的焓变与反应物和生成物的能量有关，与反应条件、变化过程无关，所以同温同压下，H2（g）+Cl2（g）═2HCl（g）在光照和点燃条件的△H相同，故C正确；
D、中和热是指在稀溶液中，强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量，其衡量标准是生成的水为1mol，故无论稀H2SO4和Ca（OH）2反应生成的水是几摩尔，其中和热恒为57.3KJ/mol，故D错误；
故选C．
（2015春•漯河校级期中）下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、化学反应实质是旧键断裂和新键形成，反应过程中任何化学反应都伴随着能量的变化，故A正确；
B、气态水变化为液态水是物质的聚集状态变化，无新物质生成，所以该过程是物理变化，故B错误；
C、化学反应过程中主要是热量变化，同时也可以伴随光能变化，故C错误；
D、图象分析反应物能量高于生成物能量，反应是放热反应，故D错误；
故选A．
（1）把煤作为燃料可以通过下列两种途径：
途径I：C（s）+O2（g）
途径II：先制水煤气：C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H=E2②
再燃烧水煤气：H2（g）+
CO（g）+
①判断两种途径放热：途径I放出的热量______（填“大于”、“等于”、“小于”）途径II放出的热量．
②E1、E2、E3、E4的数学关系式是______．
③由于制取水煤气反应里，反应物所具有的总能量______（填“大于”、“等于”、“小于”）生成物所具有的总能量，正反应又是熵增加的反应，为了让该反应自发进行，要使反应条件为______．
（2）在一定条件下，可逆反应：mA+nB⇌pC达到平衡，若：
①A、C是气体，增加B的量，平衡不移动，则B为______态．
②A、C是气体，而且m+n=p，增大压强可使平衡发生移动，则平衡移动的方向是______．
③加热后，可使C的质量增加，则正反应是______反应（放热或吸热）．
正确答案
等于
E1=E2+E3+E4
小于
高温
固或液
逆反应方向
吸热
解析
解：（1）①根据盖斯定律可知，反应热只与始态和终态有关，而与反应的途径无关，通过观察可知途径Ⅰ和途径Ⅱ是等效的，途径Ⅰ和途径Ⅱ等量的煤燃烧消耗的氧气相等，两途径最终生成物只有二氧化碳，所以途径Ⅰ放出的热量等于途径Ⅱ放出的热量，
故答案为：等于；
②途径Ⅱ：C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H2＞0 ②
再燃烧水煤气：H2（g）+
CO（g）+
所以E1=E2+E3+E4；
故答案为：E1=E2+E3+E4；
③因吸热反应中，反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，以及在化学反应中能量守恒，所以反应物就需要吸收能量才能转化为生成物，
故答案为：小于；高温；
（2）①增加B的量，平衡不移动，说明B的浓度不变，可以是液体也可以是固体，故答案为：固或液；
②因增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，A、C是气体，而且m+n=p，所以B不是气体，则m＜p，即平衡移动的方向是逆反应方向，故答案为：逆反应方向；
③因温度升高，平衡向吸热的方向移动，C的质量增加，说明正反应是吸热反应，故答案为：吸热．
（2015秋•揭阳校级期末）下列说法错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、由热化学方程式可知2mol氟化氢气体分解成1mol的氢气和1mol的氟气吸收270kJ热量，化学计量数表示物质的量，不是体积，故A错误；
B、1mol的醋酸pH为2～3，说明醋酸电离不完全，即醋酸溶液中存在电离平衡，则说明醋酸为弱电解质，故B正确；
C、硫酸钠中含有杂质离子钠离子，为为减少洗涤过程中固体的损失，应选用稀H2SO4溶液代替H2O来洗涤BaSO4沉淀，故C正确；
D、pH计是精确测定溶液pH的仪器，用于测定溶液pH，故D正确；
故选A．
正确答案
解析
解：A．单斜硫的能量比正交硫的能量高，S（s，单斜）=S（s，正交）△H=-0.33kJ/mol，为放热反应，故A错误；
B．物质的能量越高越不稳定，则正交硫比单斜硫稳定，故B正确；
C．由图象可以看出，单斜硫的能量比正交硫的能量高，故C错误；
D．①式反应需断裂单斜硫中S-S键和O=O键，不仅仅是断裂lmolO2中的共价键所吸收的能量，故D错误．
故选B．
下列叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．从能量守恒的角度分析，当反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量时，反应放热，故A错误；
B．在相同条件下，反应热只有物质的始末状态有关，与反应条件无关，故B错误；
C．浓硫酸溶于水放热，放出的热量大于53.7KJ，故C正确；
D．由C（石墨）═C（金刚石）△H=+1.90 kJ•mol-1可知，金刚石总能量大于石墨，则石墨较稳定，故D错误．
故选C．
如图是金属镁和卤素单质（X2）反应的能量变化示意图．下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、依据图象分析判断，Mg与Cl2的能量高于MgCl2，依据能量守恒判断，所以由MgCl2制取Mg是吸热反应，故A错误；
B、物质的能量越低越稳定，易图象数据分析，化合物的热稳定性顺序为：MgI2＜MgBr2＜MgCl2＜MgF2，故B错误；
C、氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2，故C错误；
D、依据图象Mg（s）+Cl2（l）=MgCl2（s）△H=-641kJ/mol，Mg（s）+Br2（l）=MgBr2（s）△H=-524kJ/mol，将第一个方程式减去第二方程式得MgBr2（s）+Cl2（g）═MgCl2（s）+Br2（g）△H=-117KJ•mol-1，故D正确；
故选D．
（1）如图是1mol NO2，和1mol CO反应生成CO2和NO的过程中能量变化示意图．
①请写出NO2和CO反应的热化学方程式（用E1和E2表示能量变化）：______．
②如果该反应使用一种催化剂，图中的E，是增大还是减小？______，理由是______该反应的△H是否变化？______（填：“变大”、“变小”或“不变”）．
（2）在1L的密闭容器中，存在如下化学反应：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H＜0，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表所示：
①试比较K1和K2的大小：K1______ K2（填“大于”、“等于”或0小于”）．
②400℃，某一时刻测得NH3、N2、H2的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时，则反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的v正（N2）______v逆（N2）（填“大于”“等于”或“小于”）．
③反应达“平衡时，保持容积不变，通入一定量的N2，达平衡时H2的百分含量______（填：“变大”、“不变”或“变小”．下同）；若保持压强不变，通入一定量的氖气，达平衡时NH3的百分含量______．
（3）氨气溶于水所得的溶液称为氨水，若常温下，某氨水的pH=12，则水电离出的c（OH-）=______；向该氨水中滴加盐酸，当pH=7时，溶液中离子浓度的关系为______．
正确答案
解：（1）①该反应为放热反应，焓变△H=E1-，所以热化学方程式为：NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-（E2-E1）kJ•mol-1；
故答案为：NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-（E2-E1）kJ•mol-1；
②催化剂只改变反应的途径，与始态和终态无关，催化剂只是使反应的活化能降低，并不改变反应物总能量与生成物总能量，所以反应的△H不变；
故答案为：减小；催化剂只是使反应的活化能降低；不变；
（2）①该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，所以K1＞K2；
故答案为：大于；
②400℃时，N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的平衡常数为K3=0.5，容器的体积为1L，NH3、N2和H2的物质的量浓度分别为：3mol/L、2mol/L、1mol/L，400℃时，浓度商Qc=
故答案为：小于；
③平衡时，保持容积不变，通入一定量的N2，平衡逆向移动，氢气的物质的量减少，达平衡时H2的百分含量减小．保持压强不变，通入一定量的氖气，容器的体积变大，体系中的所有气体体积均变小；
故答案为：变小；变小；
（3）室温下，Kw=1×10-14，c（H+）×c（OH-）=1×10-14，在pH=12的某碱溶液中，溶液中的氢离子是水电离的，氢离子浓度为：c（H+）=1×10-12mol/L，所以水电离的氢氧根离子浓度为：1×10-12mol/L．pH=7时，c（H+）=c（OH-），再根据电荷守恒得c（NH4+）+c（H+）=c（Cl-）+c（OH-），故液中离子浓度的关系为c（NH4+）=c（Cl-）＞c（H+）=c（OH-），
故答案为：1×10-12mol/L；c（NH4+）=c（Cl-）＞c（H+）=c（OH-）．
解析
解：（1）①该反应为放热反应，焓变△H=E1-，所以热化学方程式为：NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-（E2-E1）kJ•mol-1；
故答案为：NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-（E2-E1）kJ•mol-1；
②催化剂只改变反应的途径，与始态和终态无关，催化剂只是使反应的活化能降低，并不改变反应物总能量与生成物总能量，所以反应的△H不变；
故答案为：减小；催化剂只是使反应的活化能降低；不变；
（2）①该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，所以K1＞K2；
故答案为：大于；
②400℃时，N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的平衡常数为K3=0.5，容器的体积为1L，NH3、N2和H2的物质的量浓度分别为：3mol/L、2mol/L、1mol/L，400℃时，浓度商Qc=
故答案为：小于；
③平衡时，保持容积不变，通入一定量的N2，平衡逆向移动，氢气的物质的量减少，达平衡时H2的百分含量减小．保持压强不变，通入一定量的氖气，容器的体积变大，体系中的所有气体体积均变小；
故答案为：变小；变小；
（3）室温下，Kw=1×10-14，c（H+）×c（OH-）=1×10-14，在pH=12的某碱溶液中，溶液中的氢离子是水电离的，氢离子浓度为：c（H+）=1×10-12mol/L，所以水电离的氢氧根离子浓度为：1×10-12mol/L．pH=7时，c（H+）=c（OH-），再根据电荷守恒得c（NH4+）+c（H+）=c（Cl-）+c（OH-），故液中离子浓度的关系为c（NH4+）=c（Cl-）＞c（H+）=c（OH-），
故答案为：1×10-12mol/L；c（NH4+）=c（Cl-）＞c（H+）=c（OH-）．
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