1、化学反应与能量转化一、单项选择题(本题包括10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意)1人类将在未来几十年内逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能的转换形态)，届时人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法不正确的是()A煤、石油和天然气都属于碳素燃料B发展太阳能经济有助于减缓温室效应C太阳能电池可将太阳能直接转化为电能D目前研究菠菜蛋白质“发电”不属于“太阳能文明”解析：选D。煤、石油、天然气都为化石燃料，均含碳，属于碳素燃料；发展太阳能经济可以减少CO2排放量以减缓温室效应；太阳能电池可将太阳能直接转化为电能；菠菜蛋白质中的生物质
2、能本质上来源于太阳能，应属于“太阳能文明”。2下列措施不符合节能减排的是()A大力发展火力发电，解决电力紧张问题B在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水C用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫，并回收石膏D用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气解析：选A。节能减排就是减少化石燃料的直接燃烧，如煤和石油等，开发利用太阳能、风能、潮汐能、核能等能源。因此A项中大力发展火力发电不符合节能减排的要求。3下列变化过程需要吸收能量的是()A2H2O2=2H2OBCaOH2O=Ca(OH)2CClClCl2DH2HH解析：选D。A、B两项是化合反应，是释放能量的化学反应。C项ClClCl
3、2，形成化学键要释放能量。D项破坏旧化学键要吸收能量。4下列说法正确的是()A2HIH2I2和H2I22HI是可逆反应B在可逆反应中，使用催化剂可以同等程度的改变正、逆反应速率C任何可逆反应的反应限度都相同D在可逆反应中，使用催化剂会增大正反应速率，减小逆反应速率解析：选B。A选项中两反应的条件不同，不是可逆反应，故A错；B选项中，催化剂对正、逆反应速率的影响是同时同倍数的，B正确，D错；不同的可逆反应，进行的程度不同，即反应的限度是不同的，C错。5(2011年镇江高一检测)N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5 kJ热量。
4、则下列热化学方程式中正确的是()A.N2H4(g)O2(g)=N2(g)H2O(g)H267 kJmol1BN2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(l)H133.5 kJmol1CN2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534 kJmol1DN2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534 kJmol1解析：选D。在热化学方程式中，H0表示吸热，H0表示放热，A、C错误；热化学方程式中的化学计量数仅表示物质的量，0.25 mol N2H4(g)燃烧放热133.5 kJ，故1 mol N2H4(g)燃烧放热(4133.5) kJ，即534 kJ，D正确，B错误。6反应
5、A(g)3B(g)=2C(g)2D(g)，在四种不同的情况下的反应速率分别为：v(A)0.15 mol(Ls)1v(B)0.6 mol(Ls)1v(C)0.3 mol(Ls)1v(D)0.2 mol(Ls)1该反应进行最快的是()ABC D解析：选B。若以物质A为标准，将三种情况下的v(B)、v(C)、v(D)分别换算成用A物质的浓度变化所表示的化学反应速率v(A)。则中，v(A)0.2 mol(Ls)1，中，v(A)0.15 mol(Ls)1，中v(A)0.1 mol(Ls)1，故反应进行最快的是。A同时增大 B同时减小Cv1增大，v2减小 Dv1减小，v2增大解析：选A。升高温度，反应速率
6、加快，与反应是吸热反应、放热反应无关。8对于反应下列判断正确的是()A2 mol SO2和足量的O2反应，必生成2 mol SO3B平衡时SO2、O2、SO3的分子数之比为212C平衡时SO2的消耗速率必定等于O2的生成速率的2倍D平衡时SO2的浓度必为O2浓度的2倍解析：选C。选项A中，可逆反应中反应物不可能全部转化为生成物；选项B中，平衡时SO2、O2、SO3三种物质的分子个数之比与化学计量数没有必然的联系；选项C中，平衡时O2的生成速率等于O2的消耗速率，故SO2的消耗速率为O2的生成速率的2倍；选项D中，平衡时SO2的浓度与O2的浓度关系与反应起始的投料量有关。9(2011年扬州高一检
7、测)电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是()A锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B氢氧燃料电池可将热能直接转化为电能C氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅解析：选C。选项A中ZnMn干电池中作负极的是Zn，石墨作电池的正极只起导电作用，被消耗的是Zn；选项B中氢氧燃料电池是把化学能直接转化为电能；选项D中太阳能电池的主要材料是高纯度的单晶硅。10在恒温、恒容的密闭容器中进行反应A(g)=B(g)C(g)，若反应物的浓度由2 molL1降到0.8 molL1需要20 s，那么反应物浓度再
8、由0.8 molL1降到0.2 molL1所需要的时间为()A10 sB大于10 sC小于10 s D无法判断解析：选B。化学反应进行过程中，反应物不断被消耗，浓度逐渐降低，反应速率逐渐变慢。二、不定项选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意)11对于以下反应：A(s)3B(g)2C(g)D(g)，在一定温度、压强下，在一体积可变的容器中，当下列物理量不再发生变化时就可确定反应一定达到平衡状态的是()A容器的体积不再发生变化BB的生成速率和D的反应速率之比为31C混合气体的密度不随时间变化DB、C、D的分子个数之比为321解析：选C。方程式两边气体物质的化学
9、计量数之和相等，所以无论反应是否平衡，容器的体积均不改变，A项中的说法不能说明反应达到平衡状态。B项中的D的反应速率没有明确是生成速率还是消耗速率，因此，也不能说明反应一定达到平衡状态。平衡时B、C、D的分子个数之比不一定等于321，D项中的说法也不能说明反应达到平衡状态。12(2011年徐州高一检测)如图所示的两个实验装置中，溶液的体积均为200 mL，开始时电解质溶液的浓度均为0.1 mol/L，工作一段时间后，测得导线上均通过0.02 mol电子，若不考虑溶液体积的变化，则下列叙述中正确的是()A产生气体的体积：(1)(2)C溶液pH的变化：(1)增大，(2)减小D电极反应式：(1)中阳
10、极：4OH4e=2H2OO2，(2)中负极：2H2e=H2解析：选AB。根据电子转移量相等，(1)中阴极析出0.01 mol Cu，阳极产生0.005 mol O2，而(2)中正极产生0.01 mol H2，前者析出物质的质量大，所以B正确。131905年德国化学家哈伯发明了合成氨的方法，他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。哈伯法合成氨需要在2050 MPa的高压和500 的高温下，用铁作催化剂，且氨转化率为10%15%。2005年6月27日美国化学会刊报道，美国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为transFe(DMeOPrPE)2Cl2的铁化合物。用transFe(DMeOPrPE)2Cl2
11、作催化剂，在常温常压下合成出氨，反应可表示为有关说法正确的是()A不同的催化剂对化学反应速率影响均相同B新法合成氨与哈伯法相比不需要在高温条件下，可节约大量能源，极具发展前景C新法合成氨能在常温下进行是因为不需要断裂化学键D哈伯法合成氨与新法合成氨都是放热反应解析：选BD。不同的催化剂催化机理不同，效果也不同，但在其他条件相同时，转化率是一样的，故A选项不正确；B、D选项显然正确；C选项不正确，新法合成氨实际上是降低了反应所需的能量，旧化学键要断裂，新化学键也同时生成，反应的本质与催化剂无关，它们都是放热反应。14(2011年无锡高一检测)利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，甚至制作出一
12、些有实际应用价值的装置来，下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。当电池工作时，有关说法正确的是()A铝罐将逐渐被腐蚀B碳粒和炭棒上发生的反应为：O24e=2O2C炭棒应与玩具电机的正极相连D该电池工作一段时间后炭棒和碳粒的质量会减轻解析：选AC。 在原电池工作时，活泼金属铝作负极，电极反应式为：Al3e=Al3，炭棒作正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，由此可知炭棒和碳粒的质量不会改变。由于炭棒作正极，因此应与玩具电机的正极相连。15.(2011年高考广东卷)某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。下列叙述不正确的是()Aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba和b
13、用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu22e=CuC无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色Da和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动解析：选D。铁的活泼性强于铜，故铁能置换出铜且附着在铁棒上，A正确；B项构成原电池，铜片为正极，B正确；C项中无论a和b是否连接，都有铁被氧化生成亚铁离子，故C正确；D项中铜离子应移向铁电极，故D错误。三、非选择题(本题包括5小题，共60分)16(7分)把0.4 mol X气体和0.6 mol Y气体混合于2 L密闭容器中，使它们发生如下反应：4X(g)5Y(g)=nZ(g)6W(g)；2 min末已生成0.3 mol
14、 W，若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.05 mol(Lmin)1。试计算：前2 min内用X的浓度变化表示的平均反应速率为_；2 min末时Y的浓度为_；化学方程式中n的值是_。解析：n(Z)v(Z)tV0.05 mol(Lmin)12 min2 L0.2 mol初始物质的量/mol 0.4 0.6 0 0变化物质的量/mol 0.2 0.25 0.2 0.3终态物质的量/mol 0.2 0.35 0.2 0.3v(X)0.05 mol(Lmin)1c(Y)0.175 molL1化学反应中的化学计量数之比等于反应中参加反应的物质的变化量之比，即，n4。答案：0.05 mol(Lmin)
15、10.175 molL1417(11分)某实验的实验装置如图所示，回答下列有关该实验的问题。(1)该实验所用的石墨棒须经过预处理；先经高温火焰灼烧到红热，再迅速浸入冷水中。这种预处理的目的是_。(2)要使发光二极管发亮，实验时的操作顺序是_。(3)在实验的全过程中能量的主要转化形式是_。解析：本题把电解池和原电池结合在一起，所以在做题时要理清楚每个过程中具体的反应原理。具体过程是：开始是关闭S1电解产生氢气和氧气，等石墨棒吸附了一定的气体后，打开S1，关闭S2，构成氢气和氧气的燃料电池。答案：(1)使石墨棒表面变得粗糙，有利于吸附气体(2)关闭S1，电解一段时间后，打开S1，关闭S2(3)电能
16、化学能电能(或电能化学能电能光能)18(13分)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：2H2O2H2O2。制得的氢气可用于燃料电池。试回答下列问题：(1)分解海水时，实现了从_能转变为_能，二氧化钛作_。生成的氢气用于燃料电池时，实现_能转变为_能。水分解时，断裂的化学键为_键，分解海水的反应属于_反应(填“放热”或“吸热”)。(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为：A极：2H22O24e=2H2O；B极：O24e=2O2则A极是电池的_极；电子从该极_(填“流入”或“流出
17、”)。(3)有人以化学反应：2ZnO24H=2Zn22H2O为基础设计出一种原电池，移入人体内作为心脏起搏器的能源，它们靠人体内血液中溶有一定浓度的O2、H、Zn2进行工作。则原电池的负极材料是_，发生的电极反应为_。解析：(1)科学家利用太阳能使海水分解，所以是太阳能转变为化学能；生成的氢气用于燃料电池时是把化学能转变为电能。(2)A极是失去电子发生氧化反应的电极，所以A极是负极，电子从该极流出。答案：(1)太阳化学催化剂化学电HO吸热(2)负流出(3)锌2Zn4e=2Zn219(14分)(2011年无锡高一检测)如图所示是表示两种溶液进行电解的装置：电极A由金属R制成，R的硫酸盐的化学式为
18、RSO4，B、C、D都是Pt，P和Q是电池的两极，电路接通后，R沉积于电极B上，同时电极C、D上产生气泡。(1)电池的正极是_。(2)A电极上的反应式是_。(3)罩在电极C、D上的两试管中收集到气体的体积比是_。(4)当电流强度为2 A，通电3 min 13 s后，电极B上生成金属R 0.127 g。已知1 mol电子的电量为96500 C，则R的相对原子质量为_，它是_(填元素符号)。(5)将P和Q变换位置接线，使电流方向反过来，电流强度为2 A,5 min后在B极上看到了_、_两种现象。解析：(1)电路接通后，R沉积于电极B上，所以B极是电解池的阴极，A极是电解池的阳极，P是电源的正极，Q
19、是电源的负极。(2)电极A由金属R制成，所以A极发生反应R2e=R2。(3)C、D电极都是Pt，电解硫酸溶液，C、D分别是电解池的阳极和阴极，分别放出O2、H2，它们的体积比为12。(4)根据QIt2 A(36013)s386 C，电极B上生成金属R 0.127 g，则20.127 gM96500 C/mol386 C，M63.5 g/mol，R的相对原子质量为63.5，它是Cu。(5)将P和Q变换位置接线后，B极成为电解池的阳极，在前3 min 13 s原来析出的Cu发生反应Cu2e=Cu2而溶解，后1 min 47 s发生反应4OH4e=2H2OO2而产生氧气。答案：(1)P(2)R2e=
20、R2(3)12(4)63.5Cu(5)金属R(Cu)溶解B极上有气泡逸出20(15分)现有A、B、C、D、E、F六种短周期元素，原子序数依次增大。已知A与D、C与E分别同主族，D、E、F同周期；A、B的最外层电子数之和与C的最外层电子数相等，A与C形成的化合物常温下均为液态，A分别与E、F形成的气体分子电子总数相等。请回答下列问题：(1)元素B在周期表中的位置是_，元素D的原子结构示意图为_。(2)A2C比A2E沸点高的原因是_。(3)在一定条件下，A、C的单质和A、C、D形成的离子化合物的水溶液可构成电池，该电池正极的电极反应式为_，负极的电极反应式为_，该电池在放电过程中，电解质溶液的pH
21、将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)化合物B2A4和B2C4的液体曾被用作火箭推进剂，燃烧反应的生成物是一种气态单质和一种化合物，它们对环境无污染。1 mol B2A4与B2C4完全反应生成两种气体时放出热量516.8 kJ，则该反应的热化学方程式为_。解析：根据题中给出信息可推知A、B、C、D、E、F六种元素分别为H、N、O、Na、S、Cl。H2O分子间有氢键，所以沸点比H2S高；氢氧燃料电池在碱性条件下的电极反应为：负极：2H24OH4e=4H2O，正极：O22H2O4e=4OH，反应过程中生成H2O，使c(OH)降低，pH变小。答案：(1)第2周期第A族 (2)H2O分子间存在氢键而H2S分子间不能形成氢键(3)O22H2O4e=4OH2H24OH4e=4H2O减小(4)2N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(g)H1033.6 kJmol1