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1、专题2 化学反应与能量转化【典型例题解析】例1 等质量的锌与稀硫酸反应制H2时，欲使生成氢气的化学反应速率增大，下列措施可行的是（ ）A.将锌粒研成锌粉B.增加锌粒的量C.用冰水冷却D.换为98%的浓硫酸解析：固体或纯液体的浓度是一个定值，改变固体或纯液体的量不会影响化学反应速率，B错；但对于固体锌而言，等质量时其表面积越大，与硫酸接触面积越大，因而化学反应速率越快，A对；降低温度可使化学反应速率减小，C错；浓硫酸是一种氧化性酸，98%的浓硫酸与锌反应不能生成H2（得到的是SO2）,D错。 答案：A易错点击：虽然固体或纯液体的浓度可视为一个常数，但并不是在任何情况下对化学反应速率都没有影响。一
2、般来说，增加固体的量对化学反应速率无影响，但固体颗粒的大小对化学反应速率有影响，即固体颗粒越小，化学反应速率越快。不明确这一点会错选B。例2 在不同条件下分别测得可逆反应2SO2+O22SO3中各物质的化学反应速率如下，其中表示反应最快的是（ ）A.v（SO2）=4.0 molL-1min-1B.v（O2）=3.0 molL-1min-1C.v（SO2）=0.1 molL-1s-1D.v（O2）=0.1 molL-1s-1解析：将选项中的化学反应速率都转化为用同一物质（如SO2）的浓度变化表示的化学反应速率，单位统一用molL-1min-1,则B项中v（SO2）=6 molL-1min-1；C
3、项中v（SO2）=6 molL-1min-1；D项中v（SO2）=12 molL-1min-1。D项中的化学反应速率最大，表示的反应最快。答案：D易错点击：如果没有考虑所给化学反应速率是否为同一物质的，也没有考虑化学反应速率的单位，就会错选A项。例3 铝与稀硫酸反应时，10 s末硫酸的物质的量减少了1.2 mol。若稀硫酸的体积为2 L，不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均化学反应速率为（ ）A.0.01 molL-1s-1B.0.02 molL-1s-1C.0.04 molL-1s-1D.0.18 molL-1s-1解析：题目给出的是硫酸的物质的量的减少量，因此计算化
4、学反应速率时，还应该考虑容器的体积，即v(H2SO4)= 1.2 mol/（10 s2 L）=0.06 molL-1s-1。同一反应中，不同物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比，根据铝与稀硫酸的反应方程式2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2可得出关系式：3H2SO4Al2(SO4)3,据此可知vAl2(SO4)3=v(H2SO4)/3=0.02 molL-1s-1。 答案：B易错点击：如果未认真审题，没有严格按照化学反应速率的公式进行计算，直接根据硫酸物质的量的变化量和时间计算出v(H2SO4)0.12 molL-1s-1,vAl2(SO4)30.04 molL-1s-1,就会
5、错选C项。例4 （福建高考）化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如图1所示，图1计算反应48 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度，结果应是（ ）A.2.5 molL-1min-1和2.0 molL-1B.2.5 molL-1min-1和2.5 molL-1C.3.0 molL-1min-1和3.0 molL-1D.5.0 molL-1min-1和3.0 molL-1解析：据图可知，4 min时化合物Bilirubin的浓度为20 molL-1，8 min 时其浓度为10 molL-1，因此48 min间的平均反应速率为（20
6、 molL-1-10 molL-1）/4 min2.5 molL-1min-1。进一步分析图像可知04 min间的平均分解速率为（40 molL-1-20 molL-1）/4 min 5.0 molL-1min-1，由以上分析数据大致可确定平均分解速率基本呈等比递减变化，因此可估算812 min间平均分解速率为1.25 molL-1min-1,1216 min间平均分解速率为0.625 molL-1min-1，因此16 min时反应物的浓度大致应为10 molL-1-1.25 molL-1min-14 min-0.625 molL-1min-14 min2.5 molL-1,故B项正确。答案：
7、B例5 已知在25 、101 kPa下，1 g H2燃烧生成液态水时放出142.9 kJ的热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是（ ）A.2H2（g）+O2（g）2H2O（l） H-142.9 kJmol-1B.2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） H=-571.6 kJmol-1C.2H2+O22H2O H-571.6 kJmol-1D.2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） H=+571.6 kJmol-1解析：因为H与反应完成的物质的量有关，化学计量数必须与H相对应，所以先求25 、101 kPa下2 mol H2燃烧生成液态水时放出的热量，其值为142.9 kJ（4 g1 g）
8、=571.6 kJ。同时，还要注意反应物和生成物的聚集状态是否符合题意。答案：B提示：反应热与反应物的状态有关；H数值的大小与反应物的物质的量成正比。反应物的物质的量加倍，则H也要加倍。例6 下列说法正确的是（ ）A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B.放热的反应在常温下一定易发生C.放热反应或吸热反应主要是由反应物、生成物所具有的总能量的相对大小来决定D.吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量，放热反应发生过程中不再需要外界能量解析：A项，反应开始时需要加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应，A错；B项，并不是所有的放热反应在常温下都可以发生，例如硫在空气中燃烧是放热反应，但在常温下
9、不能发生，B错；D项，吸热反应开始反应后需不断吸收热量才能使反应继续进行下去，放热反应开始后放出一定的热量，此热量如果足以支持反应继续进行，则不需外界再提供热量，如果此热量不足以使反应维持下去，则需从外界获取热量，否则反应将终止，D错。 答案：C易错点击：一个化学反应是吸热反应还是放热反应，与反应条件无关，不清楚这一点会错选A。认为任何放热反应开始后都不再需要任何外界条件，会错选D。例7 金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质（同素异形体）。在100 kPa时，1 mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895 kJ的热量。据此，试判断在100 kPa压强下，下列结论正确的是（ ）A.石墨比金刚石
10、稳定B.金刚石比石墨稳定C.1 mol石墨比1 mol金刚石的总能量高D.1 mol石墨比1 mol金刚石的总能量低解析：石墨转化为金刚石的反应是吸热反应，因此1 mol石墨比1 mol金刚石的总能量低（相差1.895 kJ），D对。由于能量越低越稳定，因此石墨比金刚石稳定，A对。答案：AD易错点击：能量越低越稳定，这是自然界一切物质都遵循的一个规律，无论宏观物体还是微观粒子都不例外。不少同学错误地认为，金刚石的硬度远远超过石墨，所以金刚石比石墨稳定，从而错选B。实际上，稳定性与硬度无关。例8 已知断开1 mol H-H键、1 mol O=O键和1 mol H-O键所需的能量分别为436 kJ
11、、497 kJ、462 kJ，如果某反应过程中2 mol H2完全燃烧，则该过程中的热量变化是（ ）A.吸收热量471 kJB.吸收热量445 kJC.吸收热量479 kJD.放出热量479 kJ解析：H2燃烧的化学方程式为：2H2+O22H2O，使2 mol H-H键断裂需吸收热量436 kJ2872 kJ,使1 mol O=O键断裂吸收能量497 kJ,因此使反应物中的化学键断裂共需吸收的能量为872 kJ+497 kJ1 369 kJ。生成物 2 mol H2O中含4 mol H-O键，形成4 mol H-O键放出的能量为462 kJ41 848 kJ。由于1 3691 848，所以2
12、mol H2燃烧放出的热量为1 848 kJ-1 369 kJ479 kJ。答案：D易错点击：计算本题时，常常出现以下错误：（1）未写出化学方程式，或者虽然写出了化学方程式，但没有注意到化学计量数和各物质中化学键的数目，直接用题给数据进行计算。计算过程为：断开反应物中的化学键共需能量436 kJ+497 kJ933 kJ，形成生成物中的化学键放出能量462 kJ，吸收热量933 kJ-462 kJ471 kJ，错选A。（2）虽然写出了化学方程式，但误认为1 mol H2O中只有 1 mol H-O键。计算过程为：断开反应物中的2 mol H-H键、1 mol O=O键和形成2 mol H-O键
13、共需吸收热量1 369 kJ-924 kJ445 kJ，错选B。例9 （2011广东高考）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（ ）图2A.a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B. a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2+2e-=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D.a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：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。 答案
14、：D例10 （广东高考）下列有关电池的说法不正确的是（ )A.手机上用的锂离子电池属于二次电池B.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.锌锰干电池中，锌电极是负极解析：原电池在工作时电流从正极流向负极，电子从负极流向正极，铜锌原电池的铜为正极，锌为负极，故电子应该从锌极流向铜极，B错误。答案：B例11 （上海高考）茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、PtFe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中（ ）铝合金是阳极 铝合金是负极 海水是电解液 铝合金电极发生还原反应A.B.C.D.解析
15、：分析航标灯的电源结构，活泼金属铝合金作负极，相对不活泼金属PtFe合金作正极，电解质溶液是海水。铝合金作负极发生的是氧化反应，故错误；正确。答案：A例12 （2011福建高考）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是（ ）A.水既是氧化剂又是溶剂B.放电时正极上有氢气生成C.放电时OH-向正极移动D.总反应为：2Li+2H2O=2LiOH+H2解析：根据题给信息知锂水电池的总反应为：2Li2H2O=2LiOHH2，D正确；在反应中氢元素的化合价降低，因此H2O作氧化剂，同时又起到溶剂的作用，A正确；放电
