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1-5 化學反應與能量 1．化學反應A2+B2=2AB的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是（ ） A．該反應是吸熱反應 B．斷裂2molA-B鍵需要吸收ykJ能量 C ．2molAB的總能量高于1molA2和1molB2的總能量 D．斷裂1molA-A鍵和1molB-B鍵可放出xkJ能量 【答案】B 【解析】 試題分析：A．根據(jù)圖示可知反應物的能量高于生成物的能量，因此該反應是放熱反應，錯誤；B．根據(jù)圖示可知生成物的活化能是ykJ/mol，所以斷裂2molA-B鍵需要吸收ykJ能量，正確；C． 由圖可知，1molA2和1molB2的總能量高于2molAB的總能量，錯誤；D．斷裂1molA-A鍵和1molB-B鍵可吸收xkJ能量，錯誤。 2．已知：C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g) △H＝a kJ/mol 2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) △H＝－220 kJ/mol H－H、O＝O和O－H鍵的鍵能分別為436、496和462 kJ/mol，則a為（ ） A．－332 B．－118 C．＋350 D．＋130 【答案】D 【解析】 試題分析：已知熱化學方程式①C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) △H=a kJ/mol，②2C(s)＋O2(g)=2CO(g) △H=－220kJ/mol，則根據(jù)蓋斯定律可知②－①2即得到熱化學方程式O2(g)＋2H2(g)=2H2O(g) △H＝－（220＋2a）kJ/mol。由于反應熱等于斷鍵吸收的能量與形成新化學鍵所放出的能量的差值，則496 kJ/mol＋2436 kJ/mol－22462 kJ/mol＝－（220＋2a）kJ/mol，解得a＝＋130，答案選D。 3．下列有關反應熱的說法正確的是（ ） A．在化學反應過程中，吸熱反應需不斷從外界獲得能量，放熱反應不需從外界獲得能量 B．甲烷的標準燃燒熱△H=﹣890kJ/mol，則甲烷燃燒的熱化學方程式為 CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣890kJ?mol﹣1 C.已知常溫常壓下HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）△H=﹣57.3 kJ?mol﹣1，則有H2SO4（aq）+Ba（OH）2（aq）=BaSO4（s）+2H2O（l）△H=﹣114.6 kJ?mol﹣1 D．已知S（s）+O2（g）=SO2（g）△H1=﹣Q1 kJ?mol﹣1， S（g）+O2（g）=SO2（g）△H2=﹣Q2kJ?mol﹣1，則Q1＜Q2 【答案】D 【解析】 試題分析：A、很多的放熱反應也需要在加熱條件下進行，錯誤，不選A；B、燃燒熱是指生成穩(wěn)定的氧化物，水為液體時穩(wěn)定，錯誤，不選B；C、硫酸和氫氧化鋇反應生成硫酸鋇沉淀和水，沉淀的溶解有熱量的改變，所以不能使用中和熱的數(shù)值，錯誤，不選C；D、固態(tài)硫的能量比氣態(tài)硫的能量低，所以氣態(tài)硫放熱多，正確，選D。 4．已知下列熱化學方程式：Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H= -24.8 kJmol-1 3Fe2O3（s）+CO（g）=2Fe3O4（s）+CO2（g） △H= -47.2 kJmol-1 Fe3O4（s）+CO（g）=3FeO （s）+CO2（g） △H= +640.5 kJmol-1 則14g CO氣體與足量FeO充分反應得到Fe單質(zhì)和CO2氣體時的反應熱為（ ） A．-109kJ?mol-1 B．-218 kJ?mol-1 C．+109 kJ?mol-1 D． +218 kJ?mol-1 【答案】A 【解析】 試題分析：根據(jù)蓋斯定律分析，①3-③2-②，得到反應CO（g）+ FeO （s）= Fe（s）+CO2（g）△H=（-24.83-640.52-47.2 ）/6=-208kJmol-1，則14克一氧化碳反應時對應的反應熱為-109KJ/mol，選A。 5．下列說法正確的是（ ?。? A．氫氣的燃燒熱為△Ｈ＝－285.5k?Jmol-1，則電解水的熱化學方程式為2H2O(l)2H2(g)+O2(g) △Ｈ＝+285.5k?Jmol-1 B．密閉容器中，9.6g硫粉與11.2g鐵粉混合加熱生成硫化亞鐵17.6g時，放出19.12kJ熱量。則Fe(s)+S(s)FeS(s) △Ｈ＝－95.6kJ?mol-1 C．500℃、30MPa下，將0.5molN2和1.5molH2置于密閉的容器中充分反應生成NH3(g)，放熱19.3kJ，其熱化學方程式為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △Ｈ＝－38.6k?Jmol-1 D．相同條件下，在兩個相同的恒容密閉容器中，1molN2和3molH2反應放出的熱量與2molN2和3molH2反應放出的熱量一樣多 【答案】B 【解析】A．氫氣的燃燒熱為1mol氧氣完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量，A錯誤；B．11.2g鐵粉即0.2mol完全反應生成硫化亞鐵時，放出19.12kJ熱量，則1mol完全反應放出95.6kJ，B正確；C．合成氨是可逆反應，0.5molN2不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物，C錯誤；相同條件下，在兩個相同的恒容密閉容器中，1molN2和3molH2反應與2molN2和3molH2反應時氫氣的轉(zhuǎn)化率不等，放出熱量不一樣多，D錯誤；答案為B。 6．H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應：H2(g) ＋I2(g) 2HI(g) △H= —a kJ/mol 已知：（a、b、c均大于零） 下列說法正確的是 （ ） A．H2、I2和HI分子中的化學鍵都是非極性共價鍵 B．斷開2 mol HI分子中的化學鍵所需能量約為(c+b+a) kJ C．相同條件下，1 mol H2 (g)和1mol I2 (g)總能量小于2 mol HI (g)的總能量 D．向密閉容器中加入2 mol H2 (g)和2 mol I2 (g)，充分反應后放出的熱量為2a kJ 【答案】B 【解析】 試題分析：A、HI分子中共價鍵是由不同種非金屬形成的，屬于極性鍵，A錯誤；B、反應熱等于斷鍵吸收的能量與形成化學鍵說放出的能量的差值，則—a＝b+c—2x，解得x＝，所以斷開2 mol HI分子中的化學鍵所需能量約為(c+b+a) kJ，B正確；C、該反應是放熱反應，則相同條件下，1 mol H2 (g)和1mol I2 (g)總能量大于2 mol HI (g)的總能量，C錯誤；D、該反應是可逆反應，則向密閉容器中加入2 mol H2 (g)和2 mol I2 (g)，充分反應后放出的熱量小于2a kJ，D錯誤，答案選B。 7．下列說法正確的是 （ ） A．熱化學方程式C2H2（g）+5/2O2（g）=2CO2（g）+H2O（g） △H=－1256kJ/mol, 表示乙炔的燃燒熱為1256kJ/mol B．—OH與OH-組成元素相同，含有的電子數(shù)也相同 C． H+（aq）+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57．3 kJ /mol，表示含1molNaOH的氫氧化鈉溶液與含0．5mol H2 SO4的濃硫酸混合后放出57．3 kJ的熱量 D．中和熱測定實驗中，不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒 【答案】D 【解析】 試題分析：A、燃燒熱中，H元素對應的穩(wěn)定氧化物是液態(tài)水，所以乙炔的燃燒熱不是1256kJ/mol，錯誤；B、羥基的電子數(shù)是9，而氫氧根離子中的電子數(shù)是10，錯誤；C、濃硫酸與氫氧化鈉反應放出的熱量不表示中和熱，因為濃硫酸溶于水放熱，所以1molNaOH的氫氧化鈉溶液與含0．5mol H2 SO4的濃硫酸混合后放出大于57．3 kJ的熱量，錯誤；D、銅是金屬，易導熱，用銅絲攪拌棒會造成熱量的散失，影響實驗結果，所以中和熱測定實驗中，不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒，正確，答案選D。 8．甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應原理是：（ ） ① CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJ/mol ② CH3OH(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ/mol 則下列說法不正確的是（ ） A．CH3OH的燃燒熱為192. 9 kJ/mol B．CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程不一定要吸收能量 C．根據(jù)①②推知反應：H2O(g)== H2(g) ＋1/2O2(g) ΔH＝＋241.9 kJ/mol D．根據(jù)②推知反應：CH3OH(l)＋1/2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)的ΔH>－192.9 kJ/mol 【答案】A 【解析】 試題分析：A．反應②甲醇反應生成二氧化碳和氫氣的焓變是-192.9kJ/mol；而氫氣燃燒生成液態(tài)水要放出熱量，結合蓋斯定律分析可知1molCH3OH充分燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水的焓變是小于-192.9kJ/mol，CH3OH的燃燒熱大于192.9 kJ?mol-1，故A錯誤；B．CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程按照反應①是吸熱反應，按照②反應是放熱反應，所以不一定要吸收能量，故B正確；C. 根據(jù)蓋斯定律，將②-①可得H2O(g)== H2(g) ＋1/2O2(g) ΔH＝＋241.9 kJ/mol，故C正確；D．同物質(zhì)的量的同種物質(zhì)，氣態(tài)能量最高，其次液態(tài)能量，固態(tài)能量最低，由②推知反應：CH3OH(l)＋1/2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)的ΔH>－192.9 kJ/mol，故D正確；故選A。 9．氫氣是一種理想的“綠色能源”，下圖為氫能產(chǎn)生與利用的途徑 （1）上圖中4個過程中能量轉(zhuǎn)化形式有_____________ A．2種 B．3種 C．4種 D．4種以上 （2）電解過程要消耗大量電能，而使用微生物作催化劑在陽光下即可分解 2H2O（1）2H2（g）+O2（g）△H1 2H2O（1）2H2（g）+O2（g）△H2 以上反應的△H1_____________△H2 (選填“>"、“<”或“=”) （3）已知H2 O（1）→H2 O(g)△H= +44 molL-1，依據(jù)右圖能量變化寫出氫氣燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式________________________________。 【答案】（1）D（2分）（2）=（2分） （3）2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJmol－1 （3分） （4）①升高溫度或降低壓強 （2分） ②O2（2分） C7H8＋6H＋＋6e－＝C7H14 （2分） 【解析】 試題分析：（1）根據(jù)圖中轉(zhuǎn)化關系可知存在的能量轉(zhuǎn)化有電能轉(zhuǎn)化為化學能，化學能轉(zhuǎn)化為電能，光能轉(zhuǎn)化為化學能，化學能轉(zhuǎn)化為熱能、光能等，答案選D。 （2）焓變只與反應物總能量與生成物總能量的相對大小有關系，與反應條件無關，則以上反應的△H1＝△H2。 （3）根據(jù)圖像可知氫氣燃燒生成1mol氣態(tài)水放出的熱量是925.6kJ—683.8kJ＝241.8kJ。又因為H2 O（1）→H2 O(g)△H＝+44 molL-1，氫氣燃燒生成1mol液態(tài)水放出的熱量是241.8kJ＋44kJ＝285.8kJ，則反應的熱化學方程式為H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJmol－1。 （4）①由于正反應是體積減小的放熱反應，則欲使LaNi5H6 (s)釋放出氣態(tài)氫，則需要平衡向逆反應方向進行，所以可改變的條件之一是升高溫度或降低壓強。 ②電解池中陽極失去電子，則應該是溶液中的氫氧根離子放電，即電解過程中產(chǎn)生的氣體X為氧氣。電極A與電源的負極相連，作陰極，得到電子發(fā)生還原反應，所以根據(jù)總的反應式可知甲苯得到電子，轉(zhuǎn)化為環(huán)烷烴，則發(fā)生的電極反應式為C7H8＋6H＋＋6e－＝C7H14。 10．（1）已知：①TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g)　ΔH＝＋140 kJmol－1 ②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJmol－1 寫出TiO2和焦炭、氯氣反應生成液態(tài)TiCl4和CO氣體的熱化學方程式：________________。 （2）有一類甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池，需將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣，兩種反應原理是： A．CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋49.0 kJmol－1 B．CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－676.7 kJmol－1 由上述方程式可知，CH3OH的標準燃燒熱________(填“大于”“等于”“小于”或“不能確定”)－676.7 kJmol－1。已知水的氣化熱為44 kJmol－1，則氫氣燃燒的熱化學方程式為__________________________。. 【答案】 （1）TiO2(s)＋2C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋2CO(g)　ΔH＝－81 kJmol－1　 （2）不能確定　H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.9 kJmol－1 【解析】（1）將+可得：TiO2(s)＋2C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－81 kJmol－1?。?）由于A產(chǎn)物是氫氣，不是化合物，B產(chǎn)物是氣態(tài)的水，不是穩(wěn)定的化合物的狀態(tài)。所以不能確定CH3OH的標準燃燒熱。將（A─B）3可得：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH＝ -241.9KJ/mol.由于水的氣化熱為44 kJmol－1，所以氫氣燃燒的熱化學方程式為：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.9 kJmol－1