反应热和焓变知识点题库

雾霾严重影响人们的生活，汽车尾气的排放是造成雾霾天气的重要原因之一．已知汽车尾气排放时容易发生以下反应：

①N₂（g）+O₂（g）⇌2NO（g）△H₁=a kJ•mol^﹣¹

②CO（g）+ $\text{[math]}$ O₂（g）⇌CO₂（g）△H₂=c kJ•mol^﹣¹

③2CO（g）+2NO（g）⇌N₂（g）+2CO₂（g）△H₃

请回答下列问题：

（1） △H₃= 　kJ•mol^﹣¹（用含a、b的代数式表示）．
（2）对于有气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分（B）的平衡压强p（B）代替该气体物质的量浓度c（B），则反应①的平衡常数表达式Kp=
（3）能说明反应③已达平衡状态的标志是　　（填字母）．
A．单位时间内生成1mol CO₂的同时消耗了1mol CO
B．在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变
C．在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化
D．在恒温恒压的容器中，NO的体积分数保持不变
（4）在一定温度下，向体积为VL的恒容密闭容器中充入一定量的NO和CO，发生反应③．在t1时刻达到平衡，此时n（CO）=xmol，n（NO）=2xmol，n（N₂）=ymol，则NO的平衡转化率为　　（用含x、y的代数式表示）；再向容器中充入ymolCO₂和xmolNO，则此时v（正）　（填“＞”、“＜”或“=”）v（逆）．
（5）
烟气中也含有氮氧化物，C₂H₄可用于烟气脱硝．为研究温度、催化剂中Cu²⁺负载量对NO去除率的影响，控制其它条件一定，实验结果如图所示．为达到最高的NO去除率，应选择的反应温度约为　，Cu²⁺负载量为

甲醚（CH₃OCH₃）被称为21世纪的新型燃料，它清洁、高效、具有优良的环保性能，甲醚是一种无色气体，具有轻微的醚香味，其燃烧热为1455kJ/mol，甲醚可作燃料电池的燃料．

（1）已知H₂（g）和C（s）的燃烧热分别是285.8kJ•mol^﹣¹、393.5kJ•mol^﹣¹；计算反应
4C（s）+6H₂（g）+O₂（g）═2CH₃OCH₃（g）的反应热为；
（2）工业上利用H₂和CO₂合成二甲醚的反应如下：
6H₂（g）+2CO₂（g）⇌CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）△H＜0
①一定温度下，在一个固定体积的密闭容器中进行该反应．下列能判断反应达到化学平衡状态的是（选填编号，注意大小写）
a．c（H₂）与c（H₂O）的比值保持不变
b．单位时间内有2mol H₂消耗时有1mol H₂O生成
c．容器中气体密度不再改变
d．容器中气体压强不再改变
②温度升高，该化学平衡移动后到达新的平衡，CH₃OCH₃的产率将（填“变大”、“变小”或“不变”，下同），混合气体的平均式量将；
（3）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池．该电池的负极反应式为；
（4）用（3）中的燃料电池为电源，以石墨为电极电解500mL滴有酚酞的NaCl溶液，装置如图所示：请写出电解过程中Y电极附近观察到的现象；当燃料电池消耗2.8LO₂（标准状况下）时，计算此时：NaCl溶液的pH=（假设溶液的体积不变，气体全部从溶液中逸出）．

有关化学反应的说法中，正确的是（）

A . 自发反应都是放热反应 B . 自发反应都是熵增加的反应 C . 自发反应都是△G＜0的反应 D . 自发反应都是△G＞0的反应

下列说法错误的有（）

①化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化

②放热反应不需要加热就能发生

③需要加热才能发生的反应都是吸热反应

④化学反应放热还是吸热，可看生成物具有的总能量和反应物具有的总能量的相对大小

⑤绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来

⑥等量的氢气和氧气分别完全燃烧生成气态水和液态水，前者放出的热量多．

A . 2项 B . 3项 C . 4项 D . 5项

某反应使用催化剂后,其反应过程中能量变化如图所示。下列说法错误的是（）

A . 该反应的总反应为放热反应 B . 使用催化剂，不可以改变反应进行的方向 C . 反应①是吸热反应，反应②是放热反应 D . △H₂═△H₁+△H

已知：①CH₄(g)＋2O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂O(l) ΔH₁；

②2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(g)　ΔH₂；③2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(l)　ΔH₃。

室温取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(已换算成标准状况)，经完全燃烧后恢复至室温，放出的热量为（）

A . -（0.4mol×ΔH₁+0.05mol×ΔH₃） B . -（0.4mol×ΔH₁+0.05mol×ΔH₂） C . -（0.4mol×ΔH₁+0.1mol×ΔH₃） D . -（0.4mol×ΔH₁+0.1mol×ΔH₂）

（1） 12g碳与适量水蒸气反应生成CO和H₂ ，需吸收131.3KJ热量，此反应的热化学方程式为。
（2）已知以下的热化学反应方程式：
①2CO（g）+O₂（g）＝2CO₂（g） △H＝－566kJ/mol

②2H₂（g）+O₂（g）＝2H₂O（g） △H＝－484kJ/mol

③CH₄（g）+2O₂（g）＝CO₂（g）+2H₂O（g） △H＝－890kJ/mol

则：CH₄（g）+CO₂（g）＝2CO（g）+2H₂（g） △H＝。
（3）已知H₂(g)+Br₂(l)=2HBr(g) △H=－102kJ/mol，其他的相关数据如下表：

H₂(g)

Br₂(l)

HBr(g)

1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ

436

a

369

则表中a为。

研究CO、CO₂的回收利用既可变废为宝，又可减少碳的排放。回答下列问题：

（1）二甲醚(CH₃OCH₃)被誉为“21世纪的清洁燃料”，由CO和H₂制备二甲醚的反应原理如下：
CO(g)＋2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) ΔH＝－90.1 kJ·mol^－1

2CH₃OH(g) $\text{[math]}$ CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)ΔH＝－24.5 kJ·mol^－1

已知：CO(g)＋H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)＋H₂(g) ΔH＝－41.0 kJ·mol^－1 ，则2CO₂(g)＋6H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OCH₃(g)＋3H₂O(g)的ΔH＝，有利于提高该反应中CO₂平衡转化率的条件是(填标号)。

A．高温低压 B．高温高压

C．低温低压 D．低温高压

（2） T₁ K时，将1 mol 二甲醚引入一个抽空的150 L恒容容器中，发生分解反应：CH₃OCH₃(g)CH₄(g)＋H₂(g)＋CO(g)。在不同时间测定容器内的总压，所得数据如表：

t/min	0	6.5	13.0	26.5	52.6	∞
p_总/kPa	50.0	55.0	65.0	83.2	103.8	125.0

①由表中数据计算：0～6.5 min内的平均反应速率v(CH₃OCH₃)＝，反应达平衡时，二甲醚的分解率为，该温度下平衡常数K＝。

②若升高温度，CH₃OCH₃的浓度增大，则该反应为(填“放热”或“吸热”)反应，要缩短达到平衡的时间，可采取的措施有、。

（3）在T₂ K、1.0×10⁴ kPa下，等物质的量的CO与CH₄混合气体发生反应：CO(g)＋CH₄(g) $\text{[math]}$ CH₃CHO(g)。反应速率v＝v_正－v_逆＝k_正·p(CO)·p(CH₄)－k_逆·p(CH₃CHO)，k_正、k_逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压(气体分压p＝气体总压p_总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数K_p＝4.5×10^－5(kPa)^－1 ，则CO的转化率为20%时 $\text{[math]}$ ＝。

与反应C+CO₂ $\text{[math]}$ 2CO－Q相符的示意图有（）

A . ① B . ②④ C . ③ D . ①③

根据能量图，下列说法正确的是（）

图片_x0020_100019

A . A₂(g)＋B₂(g)＝2AB(g)是一个放热反应 B . 2AB(g)＝A₂(g)＋B₂(g)　ΔH＝－(a－b) kJ·mol^－¹ C . 拆开1 mol AB(g)中的化学键需要吸收b kJ的能量 D . 1 mol A₂(g)和1 mol B₂(g)的能量之和为a kJ

氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是（）

A . 一定温度下，反应2H₂(g)+O₂(g) =2H₂O(g)能自发进行，该反应的ΔH<0 B . 氢氧燃料电池的负极反应为O₂+2H₂O+4e⁻=4OH⁻ C . 常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H₂ ，转移电子的数目为6.02×10²³ D . 反应2H₂(g)+O₂(g) =2H₂O(g)的ΔH可通过下式估算：∆H=反应中形成新共价键的键能之和-反应中断裂旧共价键的键能之和

按要求回答下列问题。

氮氧化物(NO_x)是严重的大气污染物，能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。研究氮氧化物性质与转化，对于降低氮氧化物对环境的污染有重要意义。

（1）不同温度下，将一定量的NO₂放入恒容密闭容器中发生下列反应：2NO₂(g) $\text{[math]}$ 2NO(g)+O₂(g)，NO₂的物质的量浓度与反应时间的关系如图所示：

①T₁温度下，0～10s内，O₂的反应速率v(O₂)=。

②在T₂温度下，该反应的平衡常数K_T2=，当反应达到平衡时，继续向容器中充入c(NO₂)=0.1mol•L^-1、c(NO)=0.2mol•L^-1、c(O₂)=0.1mol•L^-1。此时正逆反应的速率大小关系是v_正v_逆（填“>”、“<”或“=”）。

③下列说法正确的是。

A．该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能

B．使用合适的催化剂可以提高NO₂的平衡转化率

C．平衡状态下，若充入NO，则达到新平衡时，正、逆反应速率都增大

D．平衡状态下，若保持温度不变，将容器体积增加一倍，则平衡逆向移动，反应物浓度增大
（2） NO在空气中存在如下反应：2NO(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO₂(g) △H
上述反应分两步完成，其反应历程如图所示。

请回答下列问题：

反应Ⅰ和反应Ⅱ中，一个是快反应，会快速建立平衡状态，而另一个是慢反应。决定2NO(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO₂(g)反应速率的是（填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”），请写出判断的理由。

向20 $\text{[math]}$ 0.20 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 溶液中加入少量 $\text{[math]}$ 溶液，发生以下反应：i. $\text{[math]}$ ；ⅱ. $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 分解反应过程中能量变化和不同时刻测得生成 $\text{[math]}$ 的体积(已折算成标准状况)如下：

$\text{[math]}$	0	5	10	20	…
$\text{[math]}$	0.0	8.96	15.68	22.40	…

下列判断正确的是( )

A . 反应ⅰ是放热反应 B . 反应ⅱ是整个反应的决速步骤 C . $\text{[math]}$ 是 $\text{[math]}$ 分解反应的催化剂 D . 0~20 $\text{[math]}$ 的平均反应速率： $\text{[math]}$

（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 $\text{[math]}$ 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＋2O²^－－4e^－=2H₂O B极：O₂＋4e^－=2O²^－

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。

$\text{[math]}$ 是一种廉价的碳资源，其综合利用可以减少碳排放，对保护环境有重要意义。

（1）碱液吸收。用NaOH溶液捕获 $\text{[math]}$ ，若所得溶液中 $\text{[math]}$ ，则溶液 $\text{[math]}$ 。(室温下， $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ )
（2）催化转化。以 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为原料在催化剂作用下合成 $\text{[math]}$ 涉及的主要反应如下。
Ⅰ. $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

Ⅱ. $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

Ⅲ. $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

回答下列问题：

① $\text{[math]}$ kJ/mol。

②在绝热恒容的密闭容器中，将按物质的量之比1∶3投料发生反应Ⅰ，下列能说明反应已达平衡的是(填序号)。

A．体系的温度保持不变

B．体系的密度保持不变

C．单位时间内体系中消耗 $\text{[math]}$ 的同时生成 $\text{[math]}$

D．混合气体平均相对分子量保持不变

E. $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的转化率相等

③不同压强下，按照 $\text{[math]}$ 投料，实验测定 $\text{[math]}$ 的平衡转化率和 $\text{[math]}$ 的平衡产率随温度(T)的变化关系如图所示。

其中纵坐标表示 $\text{[math]}$ 的平衡产率的是(填“X”或“Y”)；压强 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 由大到小的顺序为；温度高于 $\text{[math]}$ 时，Y几乎相等的原因是。

（3） $\text{[math]}$ 超干重整 $\text{[math]}$ 的催化转化如图所示：

①关于上述过程Ⅱ的说法正确的是(填序号)。

A．CO表示未参与反应

B． $\text{[math]}$

C．实现了含碳物质与含氢物质的分离

D． $\text{[math]}$ 、CaO为催化剂，降低了反应的 $\text{[math]}$

②在体积为1L的刚性密闭容器中，充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，加入 $\text{[math]}$ 催化剂并加热至 $\text{[math]}$ 使其发生反应 $\text{[math]}$ ，容器内的总压强p随时间t的变化如表所示：

反应时间	0	2	4	6	8	10	12
总压强p/kPa	10.0	11.5	12.3	13.0	13.6	14.0	14.0

该温度下的平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，计算结果保留一位小数)。

为实现我国承诺的“碳达峰、碳中和”目标，中国科学院提出了“液态阳光”方案，即将工业生产过程中排放的二氧化碳转化为甲醇，其中反应之一是：CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)△H。回答下列问题：

（1）该反应的能量变化如图Ⅰ所示，反应的△H=，曲线(填“a”或“b”)表示使用了催化剂。
（2）下列措施既能加快反应速率，又能提高CO转化率的是___。

A . 升高温度 B . 增大压强 C . 及时分离出产品 D . 增加CO投料量
（3）在恒温恒容密闭容器中按 $\text{[math]}$ =2，加入起始反应物。
Ⅰ.下列描述不能说明反应达到平衡状态的是。

A．容器内压强不再变化B．氢气的转化率达到最大值

C．容器内CO与H₂的浓度相等D．容器内CO的体积分数不再变化

Ⅱ.若CO的平衡转化率[α(CO)]随温度的变化曲线如图Ⅱ所示，R、S两点平衡常数大小：K_p(R)K_p(S)(填“＞”、“=”或“＜”)；若T₁温度下达到平衡时体系总压为P，则K_p(R)=。

一定条件下，在恒压绝热容器中发生反应：N₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g) ∆H=-92.4kJ·mol^-1.下列说法正确的是( )

A . 达到化学平衡状态时，v_正(N₂)=3v_逆(H₂) B . 容器内的压强不再变化说明反应达到化学平衡状态 C . 向容器中充入He气体，正反应速率减小，逆反应速率减小 D . 加入1molN₂和3molH₂ ，充分反应后放出热量92.4kJ

N₂与O₂生成NO是自然界固氮的重要方式之一，下图显示了该反应中的能量变化。

下列说法正确的是（）

A . N≡N键的键能大于O=O键的键能 B . 完全断开1mol NO中的化学键需吸收1264kJ能量 C . 该反应中产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量 D . 生成1mol NO气体反应吸收180kJ能量

汽车尾气是否为导致空气质量问题的主要原因，由此引发的“汽车限行”争议，是当前备受关注的社会性科学议题。

（1）反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 可有效降低汽车尾气污染物的排放。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如下图所示(TS表示过渡态、IM表示中间产物)。三个基元反应中，属于放热反应的是(填标号①、②或③)图中 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
（2）探究温度、压强(2MPa、5MPa)对反应 $\text{[math]}$ 的影响，如下图所示，表示2MPa的是反应(填标号a、b、c、或d)。
（3）在一定温度下向容积为2L的密闭容器中加入0.5molNO、0.5molCO，此时容器总压为1×10⁵Pa，发生上述反应，4min时达平衡，此时测得氮气的物质的量为0.2mol，则0~4min内用CO₂表示的的平均速率为 $\text{[math]}$ 该反应的 $\text{[math]}$ 为
[标准平衡常数 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 为标准压强 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、p(CO₂)、p(CO)和p(NO)为各组分的平衡分压[已知 $\text{[math]}$ ，其中p为平衡总压， $\text{[math]}$ 为平衡系统中NO的物质的量分数]
（4）用NH₃可催化消除NO污染： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
①某条件下该反应速率 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ ，则a=，b=。
②一定温度下，在体积为1L的恒容密闭容器中加入4molNH₃和6molNO发生上述反应，若在相同时间内测得NH₃的转化率随温度的变化曲线如图，400℃~900℃之间NH₃的转化率下降由缓到急的原因是