组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应的热效应 > 反应热 > 化学反应中能量变化的原因 > 化学键与化学反应中的能量关系
题型:解答题-原理综合题 难度:0.85 引用次数:263 题号:12958853
1909年,德国化学家哈伯经过反复实验研究发现工业合成氨的可能性。1913年,在德国工程师博施努力下,一个年产7000吨的合成氨工厂建成并投产,合成氨的工业化生产终于实现。因此,哈伯和博施都获得了诺贝尔化学奖。
化学键H-HN≡NN-H
键能(kJ/mol)436946391

键能:常温常压下,将1 mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B所需要的能量。请回答下列问题:
(1)根据上表中所给数据判断:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)为___________热反应(填“放”或“吸”);
(2)下列措施中能加快合成氨反应速率的是___________
A.升高温度                  B.使用合适的催化剂            C.分离出生成的氨气
D.增大氮气的浓度        E.扩大容器体积
(3)在一个恒温恒容的密闭容器中,发生可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),下列情况能说明反应已达到化学平衡状态的是___________
A.混合气体的总质量不再改变                                B.氨气的质量分数不再改变
C.N2、H2和NH3的物质的量之比为1:3:2            D.容器内压强保持不变
(4)为了提高合成氨的物料利用率和工作效率,科学家们正在制作合成氨原电池。右图为合成氨原电池的原理图,则电极a为___________极(填“正”或“负”)。
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解题方法
【推荐1】化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量的变化,是人类获取能量的重要途径,而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。
I.(1)H2+Cl2=2HCl的反应过程如图所示:

①根据如图填写下表:
化学键断裂或形成1mol化学键时能量变化反应中能量变化
Cl-Cl吸收243kJ共吸收679kJ
H-H吸收436kJ
H-Cl放出431kJ共放出___________kJ
②该反应为___________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是:
粗硅冶炼:(a)SiO2+2CSi+2CO↑;
精炼硅:(b)Si+3HClSiHCl3+H2
(c)SiHCl3+H2Si+3HCl
化学反应与能量变化如图所示,回答下列问题:

①(a)是___________反应,(b)是___________反应;(c)是___________反应(填“吸热"或“放热”)。
②反应(b)破坏反应物中的化学键所吸收的能量___________(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。
II.理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”设计一个化学电池(正极材料用碳棒),回答下列问题:
(1)该电池的负极材料是___________,电解质溶液是___________
(2)正极上出现的现象是___________
(3)若导线上转移电子lmol,则生成银___________g。
2021-05-13更新 | 176次组卷
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【推荐2】有机物A的产量是衡量一个国家石油化工水平的重要标志,下图展示了部分有机化合物之间的转化关系,其中反应条件和部分反应产物已经省略。

请回答以下问题:
(1)A的结构简式是_______,G属于_______烃 (填“饱和”或“不饱和”)。
(2)B中官能团的电子式为_______,E中所含官能团的名称是_______
(3)写出反应②的化学方程式_______,反应类型是_______
(4)写出反应⑧的化学方程式_______,反应类型是_______
(5)G的同系物CH3CH2CH3与Cl2发生取代反应的机理为自由基反应(自由基:带有单电子的原子或原子团,如•CH3、C1•),该反应其中一步的反应能量变化如图:

可推知-CH3中C-H断裂吸收的能量比-CH2-中C-H断裂吸收的能量_______(填“大”或“小”)。
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【推荐3】化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量变化,能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角。
(1)天然气已经成为我国主要的民用清洁能源,已知天然气的主要成分甲烷()燃烧时的能量变化如图所示:
   
①下列说法中正确的是___________(填字母)
A.甲烷完全燃烧时化学能全部转化为热能
B.由图可知二氧化碳比甲烷稳定
C.标准状况下,甲烷完全燃烧时放出的热量
D.该反应中断键吸收的总能量低于形成键放出的总能量
E.甲烷属于清洁能源,也属于新能源
②已知断开图示中部分化学键需要的能量为,,则形成释放的能量为___________kJ。
(2)电化学气敏传感器可用于监测环境中的含量,其工作原理示意图如图。
   
①Pt电极(a)上的电极反应式为:___________溶液中离子移向Pt电极___________(填“a”或“b”)。
②反应一段时间后,溶液的浓度将___________(填“增大”“减小”或“不变”);理论上,Pt电极(a)与(b)消耗气体的物质的量之比为___________
(3)工业制硫酸的一步重要反应是在400~500℃的催化氧化,在容积为的绝热密闭容器中投入,反应过程中部分物质的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。
   
的平均反应速率___________
②下列情况能说明该反应达到化学平衡的是___________
A.t时刻,体系的温度不再发生改变
B.混合气体的密度保持不变
C.单位时间内生成的同时断开
D.混合气体的平均相对分子质量
E.反应物的转化率相等
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共计 平均难度:一般