第一节 化学反应与能量变化 知识点题库

（1） 已知反应：H₂（g）+ O₂（g）═H₂O（g）△H₁

N₂（g）+2O₂═2NO₂（g）△H₂

N₂（g）+ H₂（g）═NH₃（g）△H₃

利用上述三个反应，计算4NH₃（g）+7O₂（g）═4NO₂（g）+6H₂O（g）的反应焓变为 （用含△H₁、△H₂、△H₃的式子表示）．

（2） 已知：CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+206.2kJ•mol^﹣1

CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=+247.4kJ•mol^﹣1

则以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法．CH₄（g）与H₂O（g）反应生成CO₂（g）和H₂（g）的热化学方程式为：．

（1） 下列物质本身具有的能量最低的是       （填字母代号）．

（2） 下列氢化物中最稳定的是       （填字母代号）．

（3） 1molCl₂与足量的H₂完全反应时（填“吸收”或“放出”）热量 kJ．

（1） I.研究发现，NOx是雾霾的主要成分之一，NOx主要来源于汽车尾气。

已知：N₂(g)+O₂(g) 2NO(g)     △H=+180.50kJ·mol^－1

2CO(g)+O₂(g) 2CO₂(g)        △H=－566.00 kJ·mol^－1

为了减轻大气污染，人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO和CO转化成无污染气体参与大气循环，写出该反应的热化学方程式 。

（2） II.开发利用清洁能源可减少污染，解决雾霾问题。甲醇是一种可再生的清洁能源，具有广阔的开发和应用前景，一定条件下用CO和H₂合成CH₃OH：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)，在2L密闭容器中充入物质的量之比为1：2的CO和H₂ ， 在催化剂作用下充分反应。平衡混合物中CH₃OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如下图所示。

①该反应的反应热△H 0（填“＞”或“＜”），压强的相对大小与P₁P₂（填“＞”或“＜”）。

②该反应化学平衡常数表达式为。

③下列各项中，不能说明该反应已经达到平衡的是。

A.容器内气体压强不再变化    

B.v(CO)：v(H₂)：v(CH₃OH)=1：2：1

C.容器内的密度不再变化      

D.容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化

E.容器内各组分的质量分数不再变化

④某温度下，在保证H₂浓度不变的情况下，增大容器的体积，平衡(填字母)。

A.向正反应方向移动   

B.向逆反应方向移动       

C.不移动

（3） III.依据燃烧反应原理，合成的甲醇可以设计如图所示的燃料电池装置。

负极电极反应式为。

（1） I.在恒温恒压下，向密闭容器中充入4 mol SO₂和2 mol O₂混合气体，2 min后，反应达到平衡，生成SO₃气体0.5 mol，同时放出热量Q kJ。回答下列问题

写出该反应的热化学方程式为。

（2） 在该条件下，反应前后容器的体积之比为。

（3） ①若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应，平衡后n(SO₃)0.5mol(填 “大于”、“小于”或“等于”)；

②若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”反应，达平衡时放出热量Q kJ(填 “大于”、“小于”或“等于”)。

（4） II.  用焦炭还原NO₂的反应为：2NO₂(g)+2C(s ) N₂(g)+2CO₂(g)，在恒温条件下，1 mol NO₂和足量C发生该反应，测得平衡时NO₂和CO₂的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：

A、B两点的浓度平衡常数关系：K_c(A)K_c(B) (填 “﹥”、“<”或“﹦”)。

（5） A，B,C三点中NO₂的转化率最高的是(填“A”或“B”或“C”)点。

（6） 计算C点时该反应的压强平衡常数K_p(C)=(K_p是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压物质的量分数)。

（1） 0.5molCH₄完全燃烧生成CO₂和液态水时，放出445kJ 的热量。写出CH₄燃烧的热化学方程式。

（2） 通常人们把拆开1mol某化学键吸收的能量看成该化学键的键能。下表是一些化学键的键能。

化学键	C－H	C－F	H－F	F－F
键能kJ/mol	414	489	565	155

根据键能数据估算下列反应：CH₄(g) + 4F₂(g)＝CF₄(g) + 4HF(g)的反应热△H为。

（3） 1840年瑞士的化学家盖斯(Hess)在总结大量实验事实(热化学实验数据)的基础上提出：“定压或定容条件下的任意化学反应，在不做其它功时，不论是一步完成的还是几步完成的，其热效应总是相同的(反应热的总值相等)。”

已知：Fe₂O₃(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO₂(g)        ΔH₁

3Fe₂O₃(s)＋CO(g)＝2Fe₃O₄(s)＋CO₂(g)          ΔH₂

Fe₃O₄(s)＋CO(g)＝3FeO(s)＋CO₂(g)    ΔH₃

请写出CO还原FeO的热化学方程式：。

（4） 在恒温(500K)、体积为1.0L 的密闭容器中通入1.0 mol N₂和1.0 mol H₂发生合成氨反应N₂ + 3H₂ 2NH₃ ， 20 min 后达到平衡，测得反应放出的热量为18.4 kJ，混合气体的物质的量为1.6 mol，该反应的热化学方程式为。

（1） 由图1中曲线变化可知，该反应为(填“放热”或“吸热”)反应；

（2） 图2中甲为；

（3） 试写出该反应的化学方程式：；

（4） 从反应开始到平衡，反应速率v(H₂)=；

（5） 反应达到平衡时，H₂的转化率为；

（6） 当b= 时，H₂与I₂的转化率相等；

（7） 5min时，v_正(H₂) v_逆(H₂)(填“>”、“<”或“=”)；

（8） 下列叙述能说明该反应已达到平衡状态的是        。

（1） A、B两种元素的元素符号：A、B。

（2） 由A、Z所形成的化合物A₂Z的电子式是，化合物类型是 (填“离子化合物”或“共价化合物”)。

（3） 由A、Y两元素形成的四核18电子的化合物的电子式为，结构式为 ，由A、Y、B所形成的化合物AYB的电子式是， 存在的化学键。

（4） 化学反应A₂+B₂=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是___________。

（1） 诺贝尔奖获得者埃特尔提出了合成氨反应吸附解离的机理，通过实验测得合成氨势能如图所示：

在合成氨吸附解离的过程中，下列状态最稳定的是 (填选项)。

A．   B．NH₃(g) C．NH(ad)+2H(ad)     D．N(ad)+3H(ad)

其中，NH₃(ad) NH₃(g) ∆H= kJ·mol^-1 ， 若要使该平衡正向移动，可采取的措施是(填选项)。

A．升高温度    B．降低温度    C．增大压强    D．减小压强

（2） 在上述实验条件下，向一密闭容器中通入 1molN₂和 3molH₂充分反应，达到平衡时放出 46kJ 热量，计算该条件下 H₂的转化率 。

（3） 在 t ℃、压强为 3.6 MPa 条件下，向一恒压密闭容器中通入氢氮比[c(H₂)：c(N₂)] 为 3 的混合气体，体系中气体的含量与时间变化关系如图所示：

反应 20 min 达到平衡，试求 0～20 min 内氨气的平均反应速率 v(NH₃)= MPa·min^-1。若起始条件一样，在恒容容器中发生反应，则达到平衡时 H₂的含量符合上图中 点(填“d”、“e”、“f”或“g”)。

（4） 在合成氨工艺中，未反应的气体(含不参与反应的惰性气体)可多次循环使用。当氢氮比[c(H₂)：c(N₂)]为 3 时，平衡时氨气的含量关系式为：ω (NH₃)=0.325·K_P·P·(1-i ) ² ， (K_P：平衡常数；P：平衡体系压强；i：惰性气体体积分数)。当温度为 500℃，不含惰性气体时，平衡体系压强为 2.4MPa，氨气的含量为 ω ，若此时增大压强，K_p 将(填“变大”、“变小”或“不变”)。若温度不变，体系中有 20%的惰性气体，欲使平衡时氨气的含量仍为 ω ，应将压强调整至 MPa。

（1） 目前海洋经济已经成为拉动我国国民经济发展的重要引擎，海水的综合开发、利用是海洋经济的一部分，有关海洋中部分资源的利用如图所示，回答下列问题：

①实验室制取淡水常用的操作①是，操作②使用的玻璃仪器除了烧杯和玻璃棒之外必不可少的是。

②向含I^-的溶液中加入试剂X的目的是使I^-被氧化成I₂ ， 若X为硫酸酸化的H₂O₂溶液，写出该反应的离子方程式。

③下述物质中不可做试剂Y的是（填序号）

A 苯              B 乙醇               C 乙酸             D 四氯化碳

④我国从海水中直接获得的精盐还常常要添加（填序号）来预防地方甲状腺肿。

A 碘酸钾         B 碘单质          C 氯化钾

（2） 氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛（TiO₂）表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H₂O 2H₂↑＋O₂↑。制得的氢气可用于燃料电池。

①分解海水的反应属于（填“放热”或“吸热”）反应，该化学反应中的氧气、氢气的总能量（填“>”、“=”或“<”）水的总能量。

②某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为：

A极：2H₂＋2O^2－－4e^－=2H₂O       B极：O₂＋4e^－=2O^2－

B极是电池的极，电子从该极（填“流入”或“流出”）。当消耗标况下氢气33.6L时，则导线中转移电子的物质的量为mol。

（1） 已知：2I₂(s)+5O₂(g)=2I₂O₅(s) △H₁=-75.6 kJ/mol Ⅰ

I₂O₅(s)+5CO(g) 5CO₂(g)+I₂(s) △H₂=-1377.2 kJ/mol Ⅱ

则表示CO燃烧热的热化学方程式为。

（2） 结合反应Ⅰ和反应Ⅱ分析， 在CO转化为CO₂的反应中所起的作用是。

（3） 10℃时，某恒容密闭容器中充有足量的I₂O₅ ， 向该容器中充入CO发生反应Ⅱ，平衡时CO₂与充入CO的物质的量关系如图1所示。若降低温度，θ值(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；压缩容器体积，θ值。

（4） 20℃时向装有足量I₂O₅的2L恒容密闭容器中充入2mol CO，反应达到平衡后固体质量减小8 g。

①该温度下反应的平衡常数K=(可用分数表示)。

②图2是CO的平衡转化率随CO₂的移出率[ ×100%]关系。则图中a=，b=。

③由M点变为N点耗时5min，则该段时间内的平均反应速率v(CO)=。

（1） 火箭发射常以液态肼(N₂H₄)为燃料，液态过氧化氢为助燃剂。

已知：N₂H₄(l)+O₂(g)=N₂(g)+2H₂O(g)   ΔH=−534 kJ∙mol⁻¹

H₂O₂(l)=H₂O(l)+O₂(g)   ΔH=−98 kJ∙mol⁻¹

H₂O(l)=H₂O(g)     ΔH=44 kJ∙mol⁻¹

试写出N₂H₄和液态H₂O₂反应生成气态水的热化学方程式：。

（2） 反应的自发性由焓变和熵变两个因素决定。N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)，已知N≡N的键能为946 kJ∙mol⁻¹ ， O=O键的键能为498 kJ∙mol⁻¹ ， N≡O的键能为630 kJ∙mol⁻¹；该反应的ΔH=，其反应自发的原因是。

（3） 电动汽车的电源常以乙醇(CH₃CH₂OH)为燃料的固体燃料电池，以熔融的氧化物为电解质，其高温下能传导O²⁻ ， 写出负极的电极反应式。

（4） 以纯铜作阴极，以石墨作阳极，电解某浓度的硫酸铜溶液，阴极产物均附在电极上，通电一段时间后，关闭电源，迅速撤去电极(设阴极产物没有损耗)，若在电解后的溶液中加入16.0gCuO固体，则恰好能使溶液恢复到原浓度，则整个电解过程中，所产生的气体体积为(标准状况)L。