化学化学反应与能量变化试题答案及解析

化学化学反应与能量变化试题答案及解析

1. 已知热化学方程式：

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1＝－483.6 kJ/mol

则对于热化学方程式：

2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH2

下列说法正确的是( )

A．热化学方程式中化学计量数表示分子个数

B．该反应的ΔH2＝＋483.6 kJ/mol

C．|ΔH2|<|ΔH1|

D．|ΔH2|>|ΔH1|

【答案】D

【解析】 热化学方程式中化学计量数只代表物质的量，不代表分子数，A错误；据题意知：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH3＝＋483.6 kJ/mol，H2O(g)→H2O(l)还要放热，所以B错误；因2

mol H2O(l)的能量比2 mol H2O(g)的能量低，因此二者均分解生成2 mol H2(g)和1 mol O2(g)所吸收的热量|ΔH2|>|ΔH3|＝|ΔH1|，故D项正确。

2. 下表中列出了25℃、101kPa时一些物质的燃烧热数据

物质

CH4

C2H2

H2

燃烧热／kJ/mol

890.3

1299.6

285.8

已知键能：C—H键：413.4 kJ/mol、H—H键：436.0 kJ/mol。

则下列叙述正确的是

A．C≡C键能为796.0 kJ/mol

B．C—H键键长小于H—H键

C．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=﹣571.6 kJ/mol

D．2CH4(g)=C2H2(g) +3H2(g) △H=﹣376.4 kJ/mol

【答案】A

【解析】B.由于C原子半径比H大，所以C—H键键长大于H—H键。错误。C. H2燃烧热285.8

kJ/mol是指1mol H2完全燃烧产生稳定的化合物时放出的热量。H2O的稳定状态为液态。正确的应该为2H2(g) +O2(g)= 2H2O(l) △H=﹣571.6 kJ/mol.错误。D.假设反应2CH4(g)= C2H2(g) +3H2(g)

的反应热为△H，则根据盖斯定律可得－2×890.3=△H-1299.6-3×285.8。解得△H=+376.4。所以2CH4(g)=C2H2(g) +3H2(g) △H="+376.4" kJ/mol。错误。A. 根据键能与反应热的关系，结合热化学方程式2CH4(g)=C2H2(g) +3H2(g) △H="+376.4" kJ/mol可得8×413.4-2×413.4－C≡C－3×436.0=376.4。解得C≡C的键能为796.0。因此选项A正确。

3. 有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是（ ）

A．稀硫酸与0．1 mol·L-1NaOH溶液反应：H+（aq）+OH－（aq）= H2O（l）△H = -57．3

kJ·mol-1

B．在101KPa下氢气的燃烧热△H =－285．5 kJ·mol-1， 则水分解的热化学方程式：2H2O（l）=2H2（g）+O2（g） △H = +285．5 kJ·mol-1

C．已知2C（s）+O2（g）=2CO（g） △H=－221 kJ·mol-1， 则可知C的燃烧热为110．5

kJ·mol-1

D．1mol氢气完全燃烧生成液态水放热为285．8kJ，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g） △ H＝－285．8 kJ· mol－1

【答案】A

【解析】A、根据中和热的概念判断，稀硫酸与0．1 mol·L-1NaOH溶液反应：H+（aq）+OH－（aq）= H2O（l）△H = -57．3 kJ·mol-1，正确；B、根据燃烧热的概念判断，水分解的热化学方程式：2H2O（l）=2H2（g）+O2（g）△H =" +571.0" kJ·mol-1，错误；C、根据燃烧热的概念：1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量判断，已知2C（s）+O2（g）=2CO（g）

△H=－221 kJ·mol-1， 则可知C的燃烧热为110．5 kJ·mol-1，错误；D．1mol氢气完全燃烧生成液态水放热为285．8kJ，则氢气燃烧的热化学方程式应为 H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g） △ H＝－285．8 kJ· mol－1，错误。

4. 已知下列热化学方程式：

①C（s）+O2（g）==CO2（g）△H= —393.5kJ/mol

②CO（g）+ 1/2 O2（g）="=" CO2（g）△H= —283.0kJ/mol

③2Fe（s）+3CO（g）==Fe2O3（s）+3C（s） △H= —489.0kJ/mol

则4Fe（s）+3O2（g）==2Fe2O3（s）的反应热ΔH为（ ）

A．-1641.0kJ/mol B．+3081kJ/mol

C．+663.5kJ/mol D．-2507.0kJ/mol

【答案】A

【解析】根据盖斯定律可得：ΔH=【（①-②）×3+ ③】×2=-1641.0kJ/mol，A、正确。

5. 研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环。

（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。

①写出该反应的热化学方程式：

。 ②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 。

a．容器中压强不变 b．H2的体积分数不变

c．c(H2)=3c(CH3OH) d．容器中密度不变

e．2个C＝O断裂的同时有6个H－H断裂。

（2）人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料．下图是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图。根据要求回答问题：

①该过程是将 转化为 。(以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”)

②催化剂b表面的电极反应方程式为 。

（3）某国科研人员提出了使用氢气和汽油（汽油化学式用C8H18表示）混合燃料的方案，以解决汽车CO2的排放问题。该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用，储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2，该系统反应如下图所示：

解决如下问题：

①写出CaH2的电子式

。

②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是： 。

③如该系统反应均进行完全，试写出该系统总反应的化学方程式 。

【答案】（1）①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H =－49 kJ·mol-1(3分))②bd (2分，多选错选0分，漏选1个给1分)

（2）①太阳能 化学能(各1分) ②CO2+2e－+2H+=HCOOH(2分)

（3）①(2分)

②2：1 (2分) ③16CaH2+ 2C8H18+41O2=16CaCO3+34 H2O(2分)

【解析】（1）①由所给能量变化示意图可知，1mol CO2和3molH2转化率达100%时放出热量49kJ，所以该反应的热化学方程式为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H =－49 kJ·mol-1

②a、该反应是在恒压容器中进行，所以压强始终不变，不能判断该反应达到化学平衡状态，错误；b、达平衡时，各物质的含量都不再改变，氢气的体积分数恒定，可以判断该反应达到化学平衡状态，正确c、平衡时，氢气和甲醇的浓度不一定具备化学计量数的比例关系，不能判断该反应达到化学平衡状态，错误；d、由于该反应是反应前后气体的物质的量改变的反应，当压强不变时，容器体积在减小，密度增大，当平衡时气体密度不再增大，保持不变，能判断该反应达到化学平衡状态，正确；e、反应的任何状态时都有2个C＝O断裂的同时有6个H－H断裂，不能判断该反应达到化学平衡状态，错误，答案选bd；

（2）①该图是利用太阳能将二氧化碳转化为HCOOH，所以是把太阳能转化为化学能；②根据电子的流动方向，催化剂b相当于原电池的正极，发生还原反应，所以发生的反应为CO2+2e－+2H+=HCOOH；

（3）①CaH2是离子化合物，其电子式为；

②反应1是CaH2与H2O反应生成氢氧化钙和氢气，反应中CaH2作还原剂，水作氧化剂，可写出发生的化学方程式CaH2+2H2O=Ca(OH)2+H2↑，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比是2:1；

③由反应的流程图可知，最终产物是CaCO3、H2O。反应1生成的氢气与氧气反应生成水，汽油与氧气反应生成二氧化碳和水，其中二氧化碳用于和反应1产生的氢氧化钙的反应，将发生反应的化学方程式叠加，消去中间产物二氧化碳、氢气、氢氧化钙，最后的产物只有水和碳酸钙，所以总反应方程式为16CaH2+ 2C8H18+41O2=16CaCO3+34H2O。

6. 氧化铝(Al2O3) 和氮化硅（Si3N4）是优良的高温结构陶瓷，在工业生产和科技领域有重要用途。

（1）Al与NaOH溶液反应的离子方程式为 。

（2）下列实验能比较镁和铝的金属性强弱的是 （填序号）。

a．测定镁和铝的导电性强弱

b．测定等物质的量浓度的Al2(SO4)3和MgSO4溶液的pH

c．向0.1 mol/LAlCl3和0.1 mol/L MgCl2中加过量NaOH溶液

（3）铝热法是常用的金属冶炼方法之一。

已知：4Al (s)+3O2(g) =2Al2O3(s) ΔH1 =" -3352" kJ/mol

Mn(s)+ O2(g) =MnO2 (s) ΔH2 =" -521" kJ/mol

Al与MnO2反应冶炼金属Mn的热化学方程式是 。

（4）氮化硅抗腐蚀能力很强，但易被氢氟酸腐蚀，氮化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和一种铵盐，其反应方程式为 。

（5）工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：3SiCl4(g) + 2N2(g) + 6H2(g)Si3N4(s) + 12HCl(g) △H＜0

某温度和压强条件下，分别将0.3mol SiCl4(g)、0.2mol N2(g)、0.6mol H2(g)充入2L密闭容器内，进行上述反应，5min达到平衡状态，所得Si3N4(s)的质量是5.60g。