化学反应与能量一、选择题1．向4.0 L容器中充入0.70 mol SO2和0.40 mol O2,4 s末测得剩余SO2 0.30 mol，则v(O2)为()A．0.10 mol·L－1·s－1 B．0.025 mol·L－1·s－1C．0.50 mol·L－1·s－1 D．0.012 5 mol·L－1·s－1答案：D【解析】Δn (SO2)＝0.7 mol－0.3 mol＝0.4 mol则v(SO2)＝＝0.025 mol·L－1·s－1故v(O2)＝1/2v(SO2)＝0.012 5 mol·L－1·s－1。
2．下列对化学反应的认识错误的是（）A．会引起化学键的变化B．会产生新的物质C．必然引起物质状态的变化D．必然伴随着能量的变化答案：C【解析】选C。
化学反应的实质为旧化学键的断裂和新化学键的生成，在化学键变化过程中一定会伴随能量的变化和物质的变化，故只有C项错误。
3．下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。
下列说法正确的是()A．该系统中只存在3种形式的能量转化B．装置Y中负极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化答案：C【解析】本题主要考查的是电化学知识。
A项，在该装置系统中，有四种能量转化的关系，即太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化；B项，装置Y为氢氧燃料电池，负极电极反应为H2 －2e－+ 2OH－= 2H2O；C项，相当于用光能电解水，产生H2和O2，实现燃料（H2）和氧化剂（O2）的再生；D项，在反应过程中，有能量的损耗和热效应的产生，不可能实现化学能和电能的完全转化。
综上分析可知，本题选C项。
4．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是()①固体燃料粉碎②液体燃料雾化③煤经气化处理④通入足量的空气A．①③B．①②③C．①③④D．全部答案：D【解析】由于大块固体燃料与空气的接触面积有限，燃烧往往不够充分，固此工业上常将固体燃料粉碎，或将液体燃料雾化以增大燃料与空气的接触面积，提高燃烧效率。
5．下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是（）A．铝片与稀H2SO4的反应B．Ba(OH)2·8H2O与NH4+Cl的反应C．灼热的炭与CO2的反应D．甲烷在O2中的燃烧反应答案：C【解析】选C。
解答本题，需要了解常见化学反应的能量变化。
B项和C项涉及的反应是吸热反应，但B项的化学方程式为Ba(OH)2·8H2O+2NH4+Cl====BaCl2+2NH3↑+10H2O,是非氧化还原反应，C项的化学方程式为C+CO22CO,是氧化还原反应。
6．恒温下，a mol A和b mol B在如图所示活塞可自由滑动的容器中发生如下反应：A(g)＋2B(g)ƒ2C(g)，一段时间后达到平衡，生成n mol C。
则下列说法中正确的是()A．物质A、B的转化率之比为a∶bB．起始时刻和达平衡后容器中的压强比为(a＋b)∶(a＋b－n/2)C．若起始时放入2a mol A和2b mol B，则达平衡时生成n mol CD．当v正(A)＝2v逆(B)时，可判定反应达到平衡答案：B【解析】由题意计算可知：则A、B的转化率之比：，A项不正确；起始时与平衡时压强之比：，B项正确；此容器为恒压容器，当投入量加倍时，达平衡时，生成C的物质的量加倍，C项不正确；D项中v正(A)∶v逆(B)＝1∶2时，可判定反应达到平衡，D项不正确。
7．已知25 ℃、101 kPa下，1 mol石墨完全燃烧生成CO2放出393.51 kJ热量、1 mol金刚石完全燃烧生成CO2放出395.41 kJ热量。
据此判断，下列说法正确的是（）A．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低B．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高C．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低D．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高答案：A【解析】选A。
25 ℃、101 kPa下，1 mol石墨完全燃烧生成CO2放出的热量比1 mol金刚石完全燃烧生成CO2放出的热量少395.41 kJ－393.51 kJ=1.9 kJ。
也就是说，石墨的能量比金刚石的低，由石墨制备金刚石必须从外界吸收能量，是吸热反应。
8．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是()答案：A【解析】由题给装置图知，A、B、C形成原电池，由于金属活动顺序表中Cu、Ag排在H 的后面，而Zn排在H的前面，故A中有气体产生。
9．100 mL 6 mol·L－1的H2SO4跟过量锌粉反应，在一定温度下，要想减缓反应进行的速率，但又不影响生成的氢气的总量，可向反应物中加入适量的()A．硫酸钠固体B．稀盐酸C．硫酸钾溶液D．硝酸钾溶液答案：C【解析】锌与6 mol·L－1的H2SO4反应，其实质为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，若减小生成H2的速率而不改变其产量，即需只降低溶液中H＋的浓度，而不改变H＋的物质的量。
A项中Na2SO4溶于水电离出的Na＋和SO42—对H＋浓度无影响，不影响反应速率，A项不正确；B项引入H＋会影响H2的生成量；C项相当于加入水，可使H＋浓度减小，化学反应速率减小，但H＋的物质的量未改变，生成H2的量不变，C正确；D项KNO3溶液中的NO－3在酸性条件下可与Zn反应生成NO，消耗H＋，减少了H2的生成量。
10．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是()A．此反应的化学方程式为2M NB．t2时，正逆反应速率相等，达到平衡C．t3时，正反应速率大于逆反应速率D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍答案：D【解析】由图像可知N为反应物，M为生成物，然后找出在相同时间段内变化的M、N的物质的量之比(与是否达到平衡无关)以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比，即该反应的化学方程式是2N M。
t2时刻M、N的物质的量相等，但此时M、N的物质的量仍在发生变化，反应未达到平衡状态，因此正反应速率不等于逆反应速率。
t3时刻及t3时刻之后，M、N的物质的量不再改变，证明已达到平衡状态，此时正、逆反应速率相等。
11．欲提高合成氨：N2＋3H22NH3反应的反应速率，下列措施可行的是()①采用高温②采用高压③使用催化剂④增大N2的浓度⑤增大H2的浓度A．①②③B．②③④C．①③⑥D．全部答案：D【解析】增大化学反应速率采用的方法和采取措施促进反应的完成程度以提高原料的利用率(或转化率)所采用的方法不一定相同。
如催化剂的使用可增大反应速率，但不能提高原料的利用率。
12．下列中和反应中放出热量最多的是()A．100 mL 0.3 mol/L的HCl和50 mL 0.3 mol/L的NaOH相混合B．80 mL 0.3 mol/L的HCl和80 mL 0.3 mol/L的NaOH溶液相混合C．80 mL 0.3 mol/L的H2SO4和80 mL 0.3 mol/L的NaOH溶液相混合D．50 mL 0.3 mol/L的H2SO4和50 mL 0.6 mol/L的NaOH溶液相混合答案：D【解析】选D。
四个选项中发生的离子反应都是H+ +OH－====H2O,产生H2O的物质的量分别为0.015 mol、0.024 mol、0.024 mol、0.030 mol，即D项产生H2O的量最多，所以放出热量最多。
13．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为硫酸，工作时反应为：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O下列结论正确的是()A．Pb为正极被氧化B．SO42—只向PbO2极移动C．电解质溶液密度不断减小D．溶液的pH值不断减小答案：C【解析】根据方程式：原电池中失电子的物质为负极，所以Pb为负极，PbO2为正极。
又因负极Pb－2e－===Pb2＋进入溶液，溶液中SO42—也向Pb极移动，生成难溶的PbSO4，所以电解质溶液密度不断减小。
由于H＋的物质的量浓度不断减小，pH值不断增大。
综上分析得出答案为C。
14．如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是()A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液答案：C【解析】Fe、C形成的原电池中，负极铁失去电子，变成＋2价的亚铁离子，由于a极上有大量气泡生成，所以正极(C)电极反应：2H＋＋2e－===H2↑，a为正极，是碳棒；b为负极，是铁片；电解质溶液为硫酸。
15．可逆反应：2NO 22NO＋O2在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是()①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A．①④⑥⑦B．②③⑤⑦C．①③④⑤D．全部答案：A【解析】本题不仅考查了化学平衡的直接标志，也要求对化学平衡的间接标志进行分析、判断，需要对化学反应的特征与化学平衡的关系进行全面分析才能顺利作答。
①中单位时间内生成n mol O2必生成2n mol NO，而生成2n mol NO2时，必消耗n mol O2，①能说明达到平衡，②不能说明。
③中属于化学反应速率与化学方程式中化学计量数的一般关系，无论达到平衡与否，都符合化学计量数之比。
有色气体的颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，能说明反应达到平衡；由于反应前后体积不同，故压强不变可作为平衡的标志。
体积固定，气体质量前后守恒，密度不变，也不能说明达到平衡。
由于气体总质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，则说明气体中各物质的物质的量不变，说明达到平衡。
16．已知H+ +OH－====H2O生成1 mol H2O放出热量57.3 kJ，下列反应中能放出57.3 kJ热量的是()A．1 mol稀H2SO4与足量NaOH溶液反应B．稀盐酸与氨水反应生成1 mol H2OC．稀盐酸与稀Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水D．稀NaOH与95%浓硫酸反应生成1 mol水【解析】选C。