题目内容

在化学反应中，随着物质的变化，化学能也发生改变，还可能伴随着不同形式的能量转化．已知：破坏1mol氢气中的化学键需要吸收436kJ能量；破坏1/2mol氧气中的化学键需要吸收249kJ的能量；形成水分子中1molH-O键能够释放463kJ能量．下图表示氢气和氧气反应过程中能量的变化，请将图中①、②、③的能量变化的数值，填在右边的横线上．
①
1370
1370
KJ
②
1852
1852
KJ
③
482
482
KJ．
分析：①2molH2和1molO2断裂化学键吸收能量，根据断裂的化学键计算；
②4moLH原子和2molO原子生成2molH2O形成4molO-H键，以此计算放出的能量；
③可根据反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能计算．
解答：解：①2molH2和1molO2断裂化学键吸收能量，吸收的能量为2×436kJ+2×249kJ=1370kJ，故答案为：1370kJ；
②4moLH原子和2molO原子生成2molH2O形成4molO-H键，放出的能量为：4×463kJ=1852kJ，故答案为：1852kJ；
③反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，则2molH2和1molO2生成2molH2O放出热量为1852kJ-1370KJ=482KJ，故答案为：482KJ．
点评：本题考查反应热的计算，题目难度不大，解答本题的关键是把握如何利用键能计算反应热．
练习册系列答案
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在200℃时，将amolH2（g）和bmolI2（g）充入到体积为VL的密闭容器中，发生反应：I2（g）+H2（g）2HI（g）．
（1）反应刚开始时，由于C（H2）=
a
V
mol/L
a
V
mol/L
，C（I2）=
b
V
mol/L
b
V
mol/L
，而C（HI）=
0
0
，所以化学反应速率
ν（正）
ν（正）
最大，而
ν（逆）
ν（逆）
最小（为零）．
（2）随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为C（H2）
减小
减小
，C（I2）
减小
减小
，而C（HI）
增大
增大
，从而化学反应速率ν（正）
减小
减小
，而ν（逆）
增大
增大
．
（3）当反应进行到ν（正）与ν（逆）
相等
相等
时，此可逆反应就达到了最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强（或各组分的分压）都将
保持不变
保持不变
．
（2012?浙江模拟）物质（t-BuNO）2在正庚烷溶剂中发生如下反应：（t-BuNO）2  2（t-BuNO）．
（1）当（t-BuNO）2的起始浓度（c0）为0.50mol?L-1时，实验测得20℃时的平衡转化率（α）是65%．列式计算20℃时上述反应的平衡常数K=
2.4mol/L
2.4mol/L
．
（2）一定温度下，随着（t-BuNO）2的起始浓度增大，其平衡转化率
减小
减小
（填“增大”、“不变”或“减小”）．
已知20℃时该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.9，若将反应溶剂正庚烷改成CCl4，并保持（t-BuNO）2起始浓度相同，则它在CCl4溶剂中的平衡转化率
小于
小于
（填“大于”、“等于”或“小于”）其在正庚烷溶剂中的平衡转化率．
（3）实验测得该反应的△H=50.5kJ?mol-1，活化能Ea=90.4kJ?mol-1．下列能量关系图合理的是
D
D
．

（4）该反应的△S
＞
＞
0（填“＞”、“＜”或“=”）．在
较高
较高
（填“较高”或“较低”）温度下有利于该反应自发进行．
（5）随着该反应的进行，溶液的颜色不断变化，分析溶液颜色与反应物（或生成物）浓度的关系（即比色分析），可以确定该化学反应的速率．用于比色分析的仪器是
C
C
．
A．pH计B．元素分析仪 C．分光光度计  D．原子吸收光谱仪
（6）通过比色分析得到30℃时（t-BuNO）2浓度随时间的变化关系如图所示，请在同一图中绘出t-BuNO浓度随时间的变化曲线．
（2010?临沂一模）氨气在农业和国防工业都有很重要的作用，历史上诺贝尔化学奖曾经有3次颁给研究氮气与氢气合成氨的化学家．

（1）如图1表示了298K时氮气与氢气合成氨反应过程中的能量变化，据此请回答：
①写出氮气与氢气合成氨的热化学反应方程式：
N2（g）+3H2（g）
 催化剂 
.
 
2NH3（g）△H═-92kJ/mol
N2（g）+3H2（g）
 催化剂 
.
 
2NH3（g）△H═-92kJ/mol

②对于合成氨的反应下列说法正确的是
CD
CD
（填编号）
A、该反应在任意条件下都可以自发进行
B、加入催化剂，能使该反应的E和△H都减小
C、若反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1、K2，K1＞K2
D、该反应属于人工固氮
（2）现在普遍应用的工业合成氮的方法N2+3H2?2NH3，是哈伯于1905年发明的，但此法达到平衡时反应物的转化率不高．
①能使该反应的反应速率增大，且平衡向正方向移动的措施是
D
D
（填编号）
A、使用的更高效催化剂
B、升高温度
C、及时分离出氨气
D、冲入氮气，增大氮气的浓度（保持容器体积不变）
②若在某温度下、2L的密闭容器中发生N2+3H2?2NH3的反应，如图2表示N2的物质的量随时间的变化曲线．用H2表示0～10min内该反应的平速率v（H2）=
0.06mol/（L?min）
0.06mol/（L?min）
．从1min起，压缩容器的体积为1L，则n（N2）的变化曲线为
D
D
（填编号）
A、a  B、b   C、c   D、d
（3）随着对合成氨研究的发展，2001年两位希腊化学家提出了电解合成氨的方法，即在常压下吧氢气和用氦气稀释的氮气，分别通入一个加热到500℃的电解池中，采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质理用吸附在它内外表面上的金属但多晶薄膜像电噪，实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氮（装置如图3）．
请回答：铠电极是电解池的
阴
阴
极（填“阳“或“阴“），该极上的电极反应式是
N2+6e-+6H+=2NH3
N2+6e-+6H+=2NH3
．
（2008?南京二模）（1）土壤的pH一般在4～9之间．土壤中Na2CO3含量较高时，pH可以高达10.5，
试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因
CO32-+H2OHCO3-+OH-、HCO3-+H2OH2CO3+OH-
CO32-+H2OHCO3-+OH-、HCO3-+H2OH2CO3+OH-
．
加入石膏（CaSO4?2H2O）可以使土壤碱性降低，有关反应的化学方程式为
CaSO4?2H2O+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4+2H2O
CaSO4?2H2O+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4+2H2O
．
（2）在一定条件下进行如下反应：aX（g）+bY（g）?cZ（g）
图1是不同温度下反应达到平衡时，反应混合物中Z的体积分数和压强关系示意图．
①写出该反应的化学平衡常数表达式：K=
cc(Z)
ca(X)?cb(Y)
cc(Z)
ca(X)?cb(Y)
．随着温度的升高，K值
减小
减小
（填“增大”、“减小”或“不变”）．
当反应物起始浓度相同时，平衡常数K值越大，表明
AB
AB
（填序号）
A．X的转化率越高             B．反应进行得越完全
C．达到平衡时X的浓度越大     D．化学反应速率越快
②如图2所示，相同温度下，在甲、乙两容器中各投入1molX、2molY和适量催化剂，甲乙两容器的初始体积均为1L：
甲、乙容器达到平衡所用时间：甲
＞
＞
乙（填“＞”、“＜”或“=”，下同），平衡时X和Y的转化率：甲
＜
＜
乙．

(12分)（1）在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ/mol表示。请认真观察下图，然后回答问题：

①图中所示反应是_____________（填“吸热”

或“放热”）反应，该反应____________

（填“需要”或“不需要”）加热，该反应的

△H＝____________（用含E1、E2的代数式表示）。

②已知热化学方程式：H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g)；

△H＝－241.8 kJ/mol。该反应的活化能为

167.2kJ/mol，则其逆反应的活化能为____________。

③对于同一反应，图中虚线（Ⅱ）与实线（Ⅰ）相比，

活化能大大降低，活化分子的百分数增多，反应速率明显加快，你认为最可能的原因是_________ ____________________________________________。

（2）随着科学技术的进步，人们研制了多种甲醇质子交换膜燃料电池，以满足不同的需求。

   ①有一类甲醇质子交换膜燃料电池，需将甲醇蒸气转化为氢气，两种反应原理是

        A、CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g)        ΔH＝＋49.0kJ/mol

        B、CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)     ΔH＝－192.9kJ/mol

         又知H2O(l)= H2O(g)  ΔH＝＋44 kJ/mol，请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式                             。

 ②下图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。

甲醇在催化剂作用下提供质子和电子，电子经外电路、

质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为：

2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O。则c电极是        

（填“正极”或“负极”），c电极上发生的电极反应式

是                                 。

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