- 燃烧热能源
- 共3839题
（8分）(1) 在25℃、101 kPa下，1 g液态甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.7 kJ，则该反应的热化学方程式应为 。
(2)．由氢气和氧气反应生成1 mol液态水时放热285.8 kJ，写出该反应的热化学方程式____________________________________。若1g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ，则反应2H2(g) + O2(g) === 2H2O(g)的△H=_______________。
正确答案
（8分）（1）2CH3OH(l)+3O2(g) ="==" 2CO2(g)+4H2O(l) ∆H=" -1452.8" kJ·mol-1
或者
（本题3分，状态没注明，不给分，∆H符号，热值，单位错各扣1分，）
（2） H2(g)＋
考查热化学方程式的书写。热化学方程式是表示化学反应与反应热关系的方程式。书写和应用热化学方程式时必须注意以下几点：
①明确写出反应的计量方程式，各物质化学式前的化学计量系数可以是整数，也可以是分数。
②各物质化学式右侧用圆括弧（）表明物质的聚集状态。可以用g、l、s分别代表气态、液态、固态。固体有不同晶态时，还需将晶态注明，例如S（斜方），S（单斜），C（石墨），C（金刚石）等。溶液中的反应物质，则须注明其浓度，以aq代表水溶液，(aq) 代表无限稀释水溶液。
③反应热与反应方程式相互对应。若反应式的书写形式不同，则相应的化学计量系数不同，故反应热亦不同。
④热化学方程式必须标明反应的浓度、温度和压力等条件，若在常温常压时可省略。
以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐，电池总反应方程式为：C3H8 +5O2 = 3CO2+ 4H2O。
（1）已知： 2C3H8(g) + 7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l) ∆H1
C(s) + O2(g) = CO2 (g) ∆H2
2C(s) + O2(g) = 2CO(g) ∆H3
则C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) ∆H= （用∆H1、∆H2、∆H3表示）
（2）写出该电池正极的电极反应式： ，电池工作时CO32－移向 ；用该电池电解1000 mL 1mol/L的AgNO3溶液，此电解池的反应方程式为 ；当电池消耗0．005 mol C3H8时,被电解溶液的pH为 （溶液体积变化忽略不计）。
正确答案
（1）1/2∆H1－3/2 ∆H3＋3∆H2
（2）O2＋2CO2＋4e－2CO32－；负极；
4AgNO3＋2H2O 
试题分析：（1）2C3H8(g) + 7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l) ∆H1 ①
C(s) + O2(g) = CO2 (g) ∆H2 ②
2C(s) + O2(g) = 2CO(g) ∆H3 ③
则由盖斯定律 ①/2+3×②- 3/2×③ 得到C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l)
∆H=1/2∆H1－3/2 ∆H3＋3∆H2；
（2）C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l)正极反应式O2＋2CO2＋4e－2CO32－；电池工作时CO32－阴离子移向负极。电解AgNO3溶液的方程式4AgNO3＋2H2O
（6分）写出下列热化学方程式：
（1）SiH4是一种无色的气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O，已知室温下2g SiH4自燃放出热量89.2kJ，其热化学方程式为： ；
（2）在25℃、101kPa下，在稀溶液中，强酸强碱反应生成1mol 液态水放热57.3kJ。写出稀硫酸与烧碱溶液反应的热化学方程式______________ _________ __；
（3）已知60g C(s)与高温水蒸气反应制取CO和H2时吸收657.5KJ热量，写出热化学方程式 。
正确答案
(每小题2分，有错无分)（1）SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) ΔH＝-1427.2kJ·mol-1
（2）H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH＝-114.6kJ·mol-1[来源]
（3）C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH＝+131.5kJ·mol-1
考查热化学方程式的书写。热化学方程式是表示化学反应与反应热关系的方程式。书写和应用热化学方程式时必须注意以下几点：
①明确写出反应的计量方程式，各物质化学式前的化学计量系数可以是整数，也可以是分数。
②各物质化学式右侧用圆括弧（）表明物质的聚集状态。可以用g、l、s分别代表气态、液态、固态。固体有不同晶态时，还需将晶态注明，例如S（斜方），S（单斜），C（石墨），C（金刚石）等。溶液中的反应物质，则须注明其浓度，以aq代表水溶液，(aq) 代表无限稀释水溶液。
③反应热与反应方程式相互对应。若反应式的书写形式不同，则相应的化学计量系数不同，故反应热亦不同。
④热化学方程式必须标明反应的浓度、温度和压力等条件，若在常温常压时可省略。
（1）2g SiH4自燃放出热量89.2kJ，所以1molSiH4燃烧放出的热量是89.2kJ×16＝1427.2kJ，所以热化学方程式是SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) ΔH＝-1427.2kJ·mol-1。
（3）60g C(s)与高温水蒸气反应制取CO和H2时吸收657.5KJ热量，则1mol碳吸收的热量是657.5KJ÷5＝131.5kJ，所以热化学方程式是C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH＝+131.5kJ·mol-1。
（6分）发射卫星用N2H4为燃料,NO2为氧化剂,两者反应生成N2和水蒸气, 已知
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ⊿ H1 ＝ ＋ 67.7kJ/mol；
N2H4(g)+O2(g)= N2(g)+2H2O(g) ⊿ H2 ＝ － 534kJ/mol；
2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g) ⊿ H3 ＝ － 484kJ/mol；
H2(g)+F2(g)=2HF(g) ⊿ H4 ＝ － 538kJ/mol
写出N2H4与 NO2反应的热化学方程式________________________________________,
写出N2H4与F2反应的热化学方程式__________________________________________。
正确答案
（1）2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH＝–1135.7 kJ·mol－1，
（2）N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g) ΔH＝–1126kJ·mol－1。
试题分析：若：（1） N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ⊿ H1 ＝ ＋ 67.7kJ/mol；
（2） N2H4(g)+O2(g)= N2(g)+2H2O(g) ⊿ H2 ＝ － 534kJ/mol；
（3） 2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g) ⊿ H3 ＝ － 484kJ/mol；
（4） H2(g)+F2(g)=2HF(g) ⊿ H4 ＝ － 538kJ/mol
把（2）´2-（1），运用盖斯定律可得：
2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=－ 534kJ/mol´2-67.7kJ/mol= –1135.7kJ·mol－1
把（2）-（3）-（4）´2，运用盖斯定律可得：
N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g)
ΔH＝－ 534kJ/mol-（－ 484kJ/mol）-（－ 538kJ/mol）´2= –1126kJ·mol－1
点评：本题考查用盖斯定律进行有关反应热的计算。要求学生对盖斯定律掌握较好。
能源是人类社会生活和社会发展的基础。请阅读以下材料，回答有关问题：
小题1:在农村推广建造沼气池，不仅能有效地利用 能，还能为农业生产提供优良的肥料。已知标准状况下11.2L甲烷完全燃烧生成液态水时放出445kJ的热量，请写出甲烷燃烧的热化学方程式 。
小题2:某研究人员设计了如右图甲所示的甲烷燃料电池。则该燃料电池的负极是 （填a或b），正极反应为 。若以该电池为电源，石墨为电极电解CuCl2溶液（如右图乙所示），则Y极上发生的电极反应式为 。若电解过程中共消耗标准状况下甲烷0.56L，则理论上可析出金属铜 g。
正确答案
小题1:生物质； CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l) △H=－890KJ/mol。
小题2:a； O2+4H++4e-=2H2O ； 2Cl--2e-=Cl2 ↑ ； 6.4
小题1:考查能量的相互转化以及热化学方程式的书写。有机物在一定条件下，通过微生物发酵作用可产生沼气，该过程利用的是生物质能。标准状况下11.2L甲烷是0.5mol，所以甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l) △H=－890KJ/mol。
小题2:在燃料电池中负极是失去电子，发生氧化反应，所以甲烷在负极通入，所以a是负极，b是正极。根据装置图的结构可判断，正极电极反应式为2O2+8H++8e－=4H2O，负极反应式为CH4－8e－＋2H2O＝CO2＋8H＋。Y和电源的正极相连，作阳极，溶液中的阴离子氯离子在阳极放电，发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2 ↑，阴极铜离子放电，发生还原反应生成铜，电极反应式为Cu2++2e－=Cu。0.56L甲烷失去的电子是
(1)甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ:CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH="+206.0" kJ·mol-1
Ⅱ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH="-129.0" kJ·mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用如图装置实现上述过程:
①写出阳极电极反应式: 。
②写出除去甲醇的离子方程式: 。
(3)写出以NaHCO3溶液为介质的Al—空气原电池的负极反应式: 。
(4)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图:
①电源的负极为 (填“A”或“B”)。
②阳极室中发生的反应依次为 。
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将 ;若两极共收集到气体13.44 L(标准状况),则除去的尿素为 g (忽略气体的溶解)。
正确答案
(1)CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g) ΔH="+77.0" kJ·mol-1
(2)①Co2+-e-=Co3+
②6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
(3) Al-3e-+3HC
(4)①B ②2Cl--2e-=Cl2↑、CO(NH2)2+3Cl2+H2O=CO2+N2+6HCl
③不变 7.2
(1)Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH="+206.0" kJ·mol-1
Ⅱ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH="-129.0" kJ·mol-1
Ⅰ+Ⅱ得:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g) ΔH="+77.0" kJ·mol-1
(2)根据反应原理,通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化,则通电时Co2+失电子,阳极的电极反应式为Co2+-e-=Co3+。除去甲醇的离子方程式6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+。
(3)Al—空气原电池铝作负极,失电子生成铝离子,和碳酸氢钠反应生成氢氧化铝和二氧化碳。负极:Al-3e-+3HC
(4)①由图可知产生Cl2的电极为阳极,故A为正极,B为负极。②阳极室发生的反应首先为2Cl--2e-=Cl2↑。由产物CO2、N2可知CO(NH2)2在此室被氧化,Cl2被还原,故反应为CO (NH2)2+3Cl2+H2O=CO2+N2+6HCl。③阴极发生2H++2e-=H2↑,同时阳极室HCl电离出的H+通过质子交换膜进入阴极室,从而使阴极室H+浓度保持不变,即pH与电解前相比不变。两极共收集到的气体n(气体)=
CO(NH2)2～3Cl2～3H2～CO2～N2
60 g 5 mol
m[CO(NH2)2] 0.6 mol
得:m[CO(NH2)2]=
（1）如图表示金刚石、石墨在相关反应过程中的能量变化关系。
写出石墨转化为金刚石的热化学方程式 。
(2)已知:Ti(s)+2Cl2(g)
2Na(s)+Cl2(g)="2NaCl(s)" ΔH="-882.0" kJ/mol
Na(s)="Na(l)" ΔH="+2.6" kJ/mol
则TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)的ΔH= kJ/mol。
(3)已知:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH="-a" kJ/mol
②CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)ΔH="-b" kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH="-c" kJ/mol则:2CO(g)+O2(g)
(4)工业上在催化剂作用下可利用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),下图表示反应过程中能量的变化情况。
在图中,曲线 (填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
正确答案
(1)C(石墨,s)
(2)-970.2 (3)(-a+2b-4c) (4)b 放热
(1)由图像可写出①C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g)ΔH="-395.4" kJ/mol。②C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH="-393.5" kJ/mol,由②-①得C(石墨,s)=C(金刚石,s),其ΔH="-393.5" kJ/mol-(-395.4 kJ/mol)="+1.9" kJ/mol。
(2)根据盖斯定律可将(第二个热化学方程式×2)减去(第一个热化学方程式)再减去(第三个热化学方程式×4)得,ΔH="-882.0" kJ/mol×2-(-804.2 kJ/mol)-(+2.6 kJ/mol)×4="-970.2" kJ/mol。
(3)将①-②×2+③×4得:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH="-a" kJ/mol-(-b kJ/mol×2)+(-c kJ/mol×4)=(-a+2b-4c)kJ/mol。
(4)根据图示可知反应物的总能量大于生成物的总能量,故该反应是放热反应,加入催化剂改变反应历程,降低反应所需的活化能,故b曲线表示使用了催化剂。
氨气是一种重要的物质，可用于制取化肥和硝酸等。
（1）500°C、50Mpa时，在容积为VL的密闭容器中加入n mol N2、3n mol H2，经过t min后反应达到平衡后N2的转化率为a。则容器内气体的压强反应前与平衡时的比值
为 ； t min内用NH3表示的速率是
（2）工业合成氨的热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）
正确答案
（6分）（1）
（2）436.1kJ/mol (2分)
试题分析：（1） N2（g）+3H2（g）
起始量（mol） n 3n 0
转化量（mol） na 3na 2na
平衡量（mol） n－na 3n－3na 2na
所以容器内气体的压强反应前与平衡时的比值为
t min内用NH3表示的速率是
（2）反应热就是断键吸收的能量和形成新化学键时所放出的能量的差值，则945.6kJ/mol＋3×x－2×3×391.0kJ/mol＝－92.2 KJ/mol，解得x＝436.1kJ/mol。
点评：该题是基础性试题的考查，难度不大。主要是考查学生对教材基础知识的熟悉了解程度，旨在巩固学生的基础，提高学生的能力。有利于培养学生的逻辑推理能力和规范的答题能力。该题的关键是明确反应速率的会议以及反应热的计算依据，然后结合题意灵活运用即可。
已知各破坏1 mol N≡N键、H—H键和N—H键分别需要吸收的能量为946 kJ、436 kJ、391 kJ。计算1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全转化为NH3(g)的能量变化理论值为 。
正确答案
放出了92 kJ的能量
N2(g)与H2(g)反应的化学方程式为
N2(g)+3H2(g)
使1 mol N≡N键断裂需吸收946 kJ的能量,
使3 mol H—H键断裂共需吸收436 kJ·mol-1×3 mol="1" 308 kJ的能量,
因此使1 mol N2(g)和3 mol H2(g)反应物的化学键断裂共需吸收的能量为
946 kJ+1 308 kJ="2" 254 kJ。
而2 mol NH3(g)中含6 mol N—H键,形成6 mol N—H键时放出的能量为
391 kJ·mol-1×6 mol="2" 346 kJ 。
因此生成物分子形成时所释放的总能量2 346 kJ与反应物分子断裂时所吸收的总能量2 254 kJ之差为92 kJ,即放出了92 kJ的能量。
（12分）2SO2(g)＋O2(g)
请回答下列问题：
(1)该反应属于________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)图中C表示 。
(3)从化学键的角度分析，F代表什么意义？F ；
(4)改变反应条件可改变E值大小，如加入V2O5作催化剂，可使E值减小。E的大小对该反应的反应热有 。（无影响、有影响、不确定）
(5)图中ΔH＝________kJ·mol－1。
(6)若已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(l)的ΔH2＝－Q kJ·mol－1，则ΔH1______ΔH2(填“>”、“<”或“＝”)。
正确答案
(1)放热 (2)生成物的总能量 (3) 形成新键释放的能量
(4)无影响 (5)－198 (6) >
图像先看清横纵轴：横轴表反应过程，纵轴表物质的能量
（1）分析图像，得：A点表反应物总能量，C点表生成物总能量；反应物总能量高于生成物总能量，故该反应属于放热反应；
（3）B点表过渡态能量，则F为过渡态与产物的能量差，即代表形成新键释放的能量；
（4）E值称为反应的活化能，加催化剂能降低反应的活化能，但不影响该反应
的反应热ΔH；
（5）在热化学方程式中：物质的计量系数表示参加该反应的各物质的物质的量，图中参加反应的SO2为2mol，故ΔH＝－99×2kJ·mol－1；
（6）可认为：先1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)；再1 mol SO3(g)生成1 mol SO3(l)，该反应放热；所以ΔH2的绝对值=ΔH1的绝对值+1 mol SO3(g)生成1 mol SO3(l)时放出的热量，即：ΔH2的绝对值>ΔH1的绝对值，而两者均为负数，则去掉绝对值后，ΔH2＜ΔH1；
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