反应热和焓变知识点题库

4P(红磷，s) ===== P₄(白磷，s)；△H＝+17kJ·mol^－¹根据以上方程式，下列推论正确的是（）

A . 当1mol白磷转变成红磷时放出17kJ热量 B . 当4g红磷转变成白磷时吸收17kJ热量 C . 正反应是一个放热反应 D . 白磷热稳定性比红磷大

氮化硅（Si₃N₄）是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：

3SiO₂（s）+6C（s）+2N₂（g）═Si₃N₄（s）+6CO（g）

（1）该反应的平衡常数表达式为K=
（2）若知上述反应为放热反应，则其反应热△H0（填“＞”、“＜”或“=”）；升高温度，其平衡常数值（填“增大”、“减小”或“不变”）；
若已知CO生成速率为v（CO）=18mol•L^﹣1•min^﹣1 ，则N₂消耗速率为v（N₂）=
（3）达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N₂、CO的量），反应速率v与时间t的关系如图．图中t₄时引起平衡移动的条件可能是；
（4）图中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段时间是．
（5）已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H=﹣483.6kJ•mol^﹣1；H₂O（g）=H₂O（l）△H=﹣44kJ•mol^﹣1 ，；由此可知H₂燃烧热化学方程式为．

根据热化学方程式S（l）+O₂（g）═SO₂（g）△H=﹣293.23kJ•mol^﹣¹分析，下列说法中正确的是（）

A . S（s）+O₂（g）═SO₂（g），反应放出的热量大于293.23 kJ•mol^﹣¹ B . S（g）+O₂（g）═SO₂（g），反应放出的热量小于293.23 kJ•mol^﹣¹ C . 1 mol SO₂的键能总和大于1 mol硫和1 mol氧气的键能之和 D . 1 mol SO₂的键能总和小于1 mol硫和1 mol氧气的键能之和

硫酸工业中，作为催化剂的V₂O₅对反应Ⅰ的催化过程经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段，如图1：

（1）下列分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如表：
化学键
S=O（SO₂）
S=O（SO₃）
O=O（O₂）
能量/kJ
535
472
496
则反应I的△H=kJ/mol．反应Ⅲ的化学方程式为．
（2）从废钒催化剂中回收V₂O₅的过程如图2：
①VO²⁺离子可由钒同价态的简单阳离子完全水解得到，该水解反应的离子方程式．
②“沉钒”时为使钒元素的沉淀率达到98%，至少应调节溶液中的c（NH₄⁺）为[25℃，K_sp（NH₄VO₃）=1.6×10^﹣³ ，溶液体积变化忽略不计]．
（3）采用脱硫脱硝技术，同时吸收SO₂和NO_x ，获得（NH₄）₂SO₄的稀溶液．
①向此溶液稀溶液中再加入少量（NH₄）₂SO₄固体， $\text{[math]}$ 将（填“变大”、“不变”或“变小”）．
②常温下，0.05mol/L（NH₄）₂SO₄溶液的pH=a，则 $\text{[math]}$ =（用含a的代数式表示，NH₃•H₂O的K_b=1.7×10^﹣⁵）

根据如图所示的N₂（g）和O₂（g）反应生成NO（g）过程中能量变化情况，判断下列说法错误的是

（）

A . 直观看，该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量 B . 2 mol气态氧原子结合生成O₂（g）时，能放出498 KJ能量 C . 断裂1 mol NO分子中的化学键，需要吸收632KJ能量 D . 该反应的热化学方程式为：N₂+O₂═2NO△H=+180KJ/mol．

反应H₂(g)+Cl₂(g)═2HCl(g) 的发生过程能量变化如下所示：

下列说法错误的是（）

A . H﹣H键比Cl﹣Cl键稳定 B . △H=﹣184.5 kJ•mol^﹣1 C . 正反应活化能比逆反应活化能高 D . 在相同条件下，1mol H₂(g)和1mol Cl₂(g)分别在点燃和光照条件下反应生成2mol HCl(g)，重新恢复到原来的状态时△H相同

氮及其化合物的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。

（1）合成氨工业是最基本的无机化工之一，氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。合成氨反应中有关化学键键能数据如下表：

化学键

H—H

N≡N

N—H

E/ kJ•mol^﹣¹

436

946

391

① 已知：合成氨反应：N₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g)的活化能Ea=508 kJ•mol^﹣¹ ，则氨分解反应：2NH₃(g) $\text{[math]}$ N₂(g)+3H₂(g)的活化能Ea=。

②下图表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH₃体积分数的关系。根据图中a点数据计算N₂的平衡体积分数：（保留3位有效数字）。

③依据温度对合成氨反应的影响，在图坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，N₂物质的量变化的曲线示意图。
（2）选择性催化还原脱硝技术(SCr)是目前较成熟的烟气脱硝技术，该技术是指在温度300~420℃之间和催化剂条件下，用还原剂(如NH₃)选择性地与NO_x反应。
①SCr脱硝技术中发生的主要反应为：4NH₃(g)+4NO(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 4N₂(g)+6H₂O(g)△H=－1625.5kJ·mol^－¹；氨氮比[n(NH₃)／n(NO)]会直接影响该方法的脱硝率。350℃时，只改变氨气的投放量，氨气的转化率与氨氮比的关系如图所示。当n(NH₃)／n(NO)＞1.0时，烟气中NO浓度反而增大，主要原因是。

②碱性溶液处理烟气中的氮氧化物也是一种脱硝的方法，写出NO₂被Na₂CO₃溶液吸收生成三种盐的化学反应方程式。

③直接电解吸收也被用于脱硝。用6％的稀硝酸吸收NO_x生成亚硝酸，再将吸收液导入电解槽电解，使之转化为硝酸。电解装置如图所示。阳极的电极反应式为。

下列说法或表达式正确的是( )

A . 0.5mol 稀 H₂ SO ₄与0.5mol 稀 Ba (OH )₂溶液反应放出akJ热量，则中和热为- akJ/ mol B .

则热量变化关系式： △H₁+△H₃+△H₅=-(△H₂+△H₄) C . △H与反应方程式中的化学计量数，物质的状态和可逆反应均有关 D . 同温同压下， H₂( g)+ Cl ₂(g)= 2HCl (g)在光照和点燃条件下的△H不同

合理利用或转化NO₂、SO₂、CO、NO等污染性气体是人们共同关注的课题。

Ⅰ.某化学课外小组查阅资料后得知：2NO(g)＋O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO₂(g)的反应历程分两步：

①2NO(g)⇌N₂O₂(g)(快)　v₁_正＝k₁_正·c²(NO)，v₁_逆＝k₁_逆·c(N₂O₂)　ΔH₁＜0

②N₂O₂(g)＋O₂(g)⇌2NO₂(g)(慢) v₂_正＝k₂_正·c(N₂O₂)·c(O₂)，v₂_逆＝k₂_逆·c²(NO₂)　ΔH₂＜0

请回答下列问题：

（1）反应2NO(g)＋O₂(g)⇌2NO₂(g)的ΔH＝(用含ΔH₁和ΔH₂的式子表示)。一定温度下，反应2NO(g)＋O₂(g)⇌2NO₂(g)达到平衡状态，写出用k₁_正、k₁_逆、k₂_正、k₂_逆表示平衡常数的表达式K＝。
（2）决定2NO(g)＋O₂(g)⇌2NO₂(g)反应速率的是反应②，反应①的活化能E₁与反应②的活化能E₂的大小关系为E₁E₂(填“＞”“＜”或“＝”)。
（3） Ⅱ.反应N₂O₄(g)⇌2NO₂(g)，在一定条件下N₂O₄与NO₂的消耗速率与自身压强有如下关系：v(N₂O₄)＝k₁·p(N₂O₄)，v(NO₂)＝k₂·p²(NO₂)。其中k₁、k₂是与温度有关的常数。一定温度下，相应的速率与压强关系如图所示，在图中标出的点中，能表示该反应达到平衡状态的两个点是，理由是
（4）在25 ℃时，将a mol·L^－¹的氨水溶液与0.02 mol·L^－¹ HCl溶液等体积混合后溶液恰好呈中性(忽略溶液混合后体积的变化)，用含a的表达式表示25 ℃时NH₃·H₂O的电离常数K_b＝。用质量分数为17%，密度为0.93 g·cm^－³的氨水，配制200 mL a mol·L^－¹的氨水溶液，所需原氨水的体积V＝ mL。
（5）如图电解装置可将雾霾中的NO、SO₂分别转化为NH₄⁺和SO₄^2-。物质A的化学式为，阴极的电极反应式是。

水煤气变换反应为：CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g)。我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。下列说法正确的是( )

A . 水煤气变换反应的△H>0 B . 步骤③的化学方程式为：CO·+OH·+H₂O(g)=COOH·+H₂O· C . 步骤⑤只有非极性键H-H键形成 D . 该历程中最大能垒(活化能)E_正=2.02eV

对于：2C₄H₁₀(g)+13O₂(g)=8CO₂(g)+10H₂O(l) △H =－5800kJ/mol的叙述错误的是（）

A . 该反应的反应热为△H=－5800kJ/mol，是放热反应 B . 该反应的△H与各物质的状态有关，与化学计量数也有关 C . 该式的含义为：25℃、101kPa下，2mol C₄H₁₀气体完全燃烧生成CO₂和液态水时放出热量5800kJ D . 该反应为丁烷燃烧的热化学方程式，由此可知丁烷的燃烧热为5800kJ/mol

下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系

图片_x0020_905418605

据此判断下列说法中正确的是（）

A . 石墨转变为金刚石是吸热反应 B . 白磷比红磷稳定 C . ①S(g)+O₂(g)＝SO₂(g)；②S(s)+O₂(g)＝SO₂(g)；放出热量：①˂② D . CO(g)+H₂O(g)＝CO₂(g)+ H₂ (g)；该反应为吸热反应

关于化学能与热能的叙述，正确的是（）

A . 在化学反应中，化学能只可以转化为热能 B . 化学反应中的能量变化，主要是由化学键的变化引起的 C . 需要加热才能发生的反应，一定是吸热反应 D . 已知石墨转化为金刚石，液态水变成水蒸气都需要吸收能量，两者都是吸热反应

断开1 mol AB(g)分子中的化学键，使其分解生成气态A原子和气态B原子时所吸收的能量称为A—B键的键能。已在H—H键的键能为436 kJ·mol^－¹ ， H—N键的键能为391 kJ·mol^－¹ ，根据热化学方程式N₂(g)＋3H₂(g)=2NH₃(g)　ΔH＝－92 kJ·mol^－¹ ，推求N≡N键的键能是( )

A . 431 kJ·mol^－¹ B . 946 kJ·mol^－¹ C . 649 kJ·mol^－¹ D . 1130 kJ·mol^－1

下列推论正确的是（）

A . S(g)＋O₂(g)=SO₂(g) ΔH₁；S(s)＋O₂=SO₂(g) ΔH₂ ，则ΔH₁＞ΔH₂ B . C(石墨，s)=C(金刚石，s) ΔH＝＋1.9kJ·mol^－¹ ，则金刚石比石墨稳定 C . OH^-(aq)＋H⁺(aq)= H₂O(l) ΔH＝－57.4kJ·mol^－¹ ，则：含20gNaOH的稀溶液与过量稀醋酸完全反应，放出的热量为28.7kJ D . 2C(s)＋O₂(g)= 2CO(g) ΔH＝－221kJ·mol^－¹ ，则碳的燃烧热大于110.5kJ·mol^－¹

某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是（）

A . 反应过程可表示为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ B . E₁为反应物的能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能 C . 正反应的热效应为ΔH=E₁−E₂ ，且E₂>E₁ ，所以正反应为放热反应 D . 此图中逆反应的热效应为ΔH=E₁−E₂ ，逆反应为吸热反应

天然气的主要成分为CH₄ ，一般还含有C₂H₆等烃类，是重要的燃料和化工原料。回答下列问题：

（1）乙烷在一定条件可发生反应：C₂H₆(g) $\text{[math]}$ C₂H₄(g)+H₂(g) ΔH₁
已知：298K时，相关物质的相对能量如图。可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的ΔH(ΔH随温度变化可忽略)。

①ΔH₁=kJ·mol⁻¹。

②2L密闭容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下(p)发生上述反应，乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数K_x=(用物质的量分数代替平衡浓度计算)。
（2）已知反应CaCO₃(s)=CaO(s)+CO₂(g) △H(298K)=+178.2kJ·mol^-1 ， ΔS(298K)=+169.6J^.mol^-1·K^-1则该反应能自发进行的最低温度为K(假设反应的焓变与熵变不随温度变化而变化，结果保留整数)。
（3）恒温条件下，在体积可变的密闭容器中发生反应CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)，达到平衡时，测得CO、H₂、CH₃OH分别为1mol、1mol、1mol，容器的体积为3L。再往容器中通入3molCO，此时平衡将移动(填“向右”、“向左”或“不”)。
（4）工业合成氨中制取氢气的原理如下：
Ⅰ：CH₄(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO(g)+3H₂(g) ΔH=+206.4kJ·mol⁻¹

Ⅱ：CO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+H₂(g) ΔH=-41.2kJ·mol⁻¹

①对于反应I，一定可以提高平衡体系中H₂百分含量，又能加快反应速率的是(填字母)。

a．升高温度 b．增大水蒸气浓度 c．加入催化剂 d．降低压强

②下列措施可以提高CH₄转化率的是(填字母)。

a．适当升高温度

b．将H₂从反应体系中分离出来

c．保持体积不变充入He，使体系总压强增大

d．按原比例再充入CH₄(g)和H₂O(g)

为减少碳氧化物的排放，工业上可回收 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 合成甲醇( $\text{[math]}$ )。

（1）利用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 反应合成甲醇时发生两个平行反应：
反应Ⅰ $\text{[math]}$

反应Ⅱ $\text{[math]}$

控制 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 初始投料比为 $\text{[math]}$ ，温度对 $\text{[math]}$ 平衡转化率及甲醇和 $\text{[math]}$ 产率的影响如图所示：

①反应Ⅰ能自发的反应条件：。(填“低温”、“高温”、“任何温度”)

②由图可知温度升高 $\text{[math]}$ 的产率上升，其主要原因可能是。

③由图可知获取 $\text{[math]}$ 最适宜的温度是。

④控制 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 初始投料比为 $\text{[math]}$ ，在 $\text{[math]}$ 时反应Ⅰ已达到平衡状态， $\text{[math]}$ 的转化率为 $\text{[math]}$ ，甲醇选择性为 $\text{[math]}$ ，此时容器的体积为 $\text{[math]}$ ，若 $\text{[math]}$ 初始加入量为 $\text{[math]}$ ，则反应Ⅰ的平衡常数是。(甲醇的选择性：转化的 $\text{[math]}$ 中生成甲醇的百分比)
（2）利用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在一定条件下亦可合成甲醇，发生如下反应：
反应Ⅲ $\text{[math]}$

其两种反应过程中能量的变化曲线如图中a、b所示，下列说法正确的是______。

A . 上述反应的 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 反应正反应的活化能为 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 过程中第Ⅰ阶段为吸热反应，第Ⅱ阶段为放热反应 D . $\text{[math]}$ 过程使用催化剂后降低了反应的活化能和 $\text{[math]}$ E . $\text{[math]}$ 过程的反应速率：第Ⅱ阶段>第Ⅰ阶段
（3）甲和乙两个恒容密闭容器的体积相同，向甲中加入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，向乙中加入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，发生反应Ⅲ，测得不同温度下甲中 $\text{[math]}$ 的平衡转化率如图所示，请在图中画出不同温度下乙容器中 $\text{[math]}$ 的平衡转化率变化趋势的曲线。
（4）反应Ⅰ生成的甲醇常用作燃料电池的原料，请写出以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极构成的燃料电池的负极电极方程式。

我国高含硫天然气资源丰富，天然气脱硫和甲烷与硫化氢重整制氢具有重要的现实意义，其反应原理之一为CH₄(g)+2H₂S(g) $\text{[math]}$ CS₂(g)+4H₂(g)。

（1）反应在高温下才可自发进行，则该反应的活化能E_正E_逆(填“>”“<”或“=”)。判断的理由是。
（2）对在恒温恒容条件下的该反应，下列条件可作为反应达到平衡判断依据的是(填序号)。
a.混合气体密度不变
b.容器内压强不变
c.2v_正(H₂S)=v_逆(CS₂)
d.CH₄与H₂的物质的量分数之比保持不变
（3）为了研究甲烷对H₂S制氢的影响，原料初始组成n(CH₄)：n(H₂S)=1：2。保持体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图甲所示：
①图中表示CH₄、H₂变化的曲线分别是。
②M点对应温度下，CH₄的转化率约为(保留3位有效数字)。950℃时，该反应的K_p=(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
③维持N点温度不变，向容器内再通入CH₄、H₂S、CS₂、H₂各0.1mol，此时速率关系为v_正v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
（4）实验测定：在其他条件不变时，升高温度，CH₄的平衡转化率先增大后下降，下降的可能原因是。
（5） H₂S可用Na₂CO₃溶液吸收，将吸收足量H₂S气体后的溶液用如图乙所示的电解池电解，可在阳极得到有工业应用价值的Na₂S₂O₃ ，则图中隔膜应使用(填“阳”或“阴”)离子交换膜，阴极电极反应式为。若电解前阳极室和阴极室溶液质量相同，当电路中通过电子物质的量为2mol时，则理论上阳极室和阴极室质量差为g。

已知反应 $\text{[math]}$ △H=-1326kJ·mol^-1白磷P₄和PCl₃的分子结构如图所示，部分化学键的键能(单位为kJ·mol^-1)数据如下：Cl-Cl243，P-Cl331.则P-P键的键能为（）

A . 198kJ·mol^-1 B . 396kJ·mol^-1 C . 776kJ·mol^-1 D . 1188kJ·mol^-1

化学键	S=O（SO₂）	S=O（SO₃）	O=O（O₂）
能量/kJ	535	472	496

化学键	H—H	N≡N	N—H
E/ kJ•mol^﹣¹	436	946	391

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