1.1.1 化学反应与能量的变化 课下训练测试（人教版选修4）
一、单项选择题
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
解析：选C。化学变化的本质是旧化学键的断裂、新化学键的形成，化学变化中会产生新的物质并伴随能量变化，但物质状态不一定发生变化，如：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。
(2012·湖北孝感高二调研)下列物质间的反应，其能量变化符合右图的是( )
A．由铝和盐酸制氢气
B．灼热的炭与二氧化碳反应
C．Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合
D．碳酸钙的分解
解析：选A。该图示为放热反应能量图。A为典型放热反应，B、C是吸热反应的典型代表；D项碳酸钙分解时需高温持续加热，说明是吸热反应。
右图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混合，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是( )
A．硝酸铵 B．生石灰
C．氯化镁 D．食盐
解析：选B。当水袋破裂时，水与固体碎块混合，反应放热，使杯内食物温度逐渐上升。选项中只有生石灰合适。
(2012·西安高二检测)下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是( )
A．镁片与稀硫酸的反应
B．碘的升华
C．灼热的炭与CO2的反应
D．甲烷在氧气中的燃烧反应
解析：选C。A、D为放热反应，B为物理变化。
已知H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242 kJ/mol，且氧气中1 mol O===O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为( )
A．920 kJ B．557 kJ
C．436 kJ D．188 kJ
解析：选C。E反应物键能－E生成物键能＝ΔH。故：E(H—H)＋496 kJ×－463 kJ×2＝－242 kJ。解得E(H—H)＝436 kJ。
(2012·南京高二检测)已知反应A＋B===C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是( )
A．A的能量一定高于C
B．B的能量一定高于D
C．A和B的能量总和一定高于C和D的能量总和
D．因该反应为放热反应，故不必加热就可自动进行
解析：选C。所有反应物的总能量高于所有生成物的总能量时，反应为放热反应，故选C。
已知H—H键的键能为436 kJ/mol，H—N键的键能为391 kJ/mol，根据化学方程式：N2＋3H22NH3 ΔH＝－92.4 kJ/mol，则N≡N键的键能是( )
A．431 kJ/mol B．945.6 kJ/mol
C．649 kJ/mol D．869 kJ/mol
解析：选B。在化学反应中断键吸热，成键放热，则ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和。所以－92.4 kJ/mol＝436 kJ/mol×3＋E(N≡N)－2×391 kJ/mol×3
故E(N≡N)＝945.6 kJ/mol。
二、双项选择题
下列说法正确的是( )
A．干冰蒸发需要吸收大量的热，这就是化学反应中的吸热反应
B．酒精常被用作酒精灯和内燃机的燃料，说明酒精燃烧是放热反应
C．木炭常温下不燃烧，加热才能燃烧，说明木炭燃烧是吸热反应
D．人们用氢氧焰焊接或切割金属，主要利用了氢气和氧气化合时所放出的能量
解析：选BD。干冰升华要吸热，这是物理变化，A不正确；酒精之所以能做燃料，是因为它燃烧放热，B正确；木炭燃烧需加热引发反应，但反应开始后，反应放出的热可使木炭继续燃烧，说明反应放热，C不正确；D正确。
(2012·太原高二检测)根据图示，下列说法正确的是( )
A．S(s)＋O2(g)===SO2(g)，反应放出的热量小于Q kJ
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)，反应放出的热量小于Q kJ
C．1 mol SO2的化学键断裂吸收的能量总和大于1 mol 硫和1 mol 氧气的化学键断裂吸收的能量之和
D．1 mol SO2 的化学键断裂吸收的能量总和小于1 mol 硫和1 mol 氧气的化学键断裂吸收的能量之和
解析：选AC。由S(s)―→S(l)―→S(g)间转化时自身具有的能量增大知，等量的S(s)燃烧放出的热量最少，S(g)放出的热量最多，所以A对，B不对；再由S燃烧生成SO2是放热反应，所以SO2的化学键形成时释放的能量多即SO2的化学键断裂吸收的能量多，故D错。
三、非选择题
如图是一个简易测量物质反应是吸热还是放热的实验装置，利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。请根据装置回答下列问题：
(1)将铝片加入小试管内，然后注入足量的盐酸，有关反应的离子方程式是________________________________________________________________________，
试管中看到的现象是________________________________________________________________________。
(2)弯管中A端液面________(填“上升”或“下降”)，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
说明此反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)若在小试管中加入NH4NO3晶体再注入水，弯管内A端液面________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(2)小试管内反应产生的热量使锥形瓶内温度升高，空气膨胀，压强增大，使右侧弯管内液面左低右高。(3)NH4NO3晶体溶于水吸热，使锥形瓶内气体压强减小。
答案：(1)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 剧烈反应，有大量气泡产生
(2)下降 锥形瓶内气体压强增大，大于外界大气压，从而使A端液面下降 放热
(3)上升 NH4NO3晶体溶于水时吸收热量，使锥形瓶内温度降低，气压减小
已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式及焓变如下(Q1、Q2均为正值)：
①H2(g)＋Cl2(g) ===2HCl(g) ΔH＝－Q1 kJ/mol
②H2(g)＋Br2(g) ===2HBr(g) ΔH＝－Q2 kJ/mol
(1)比较Q1和Q2的大小，Q1________Q2(填“>”、“＝”或“<”)。
(2)HCl和HBr更稳定的是________。
(3)1 mol HBr(g)具有的能量________ 1 mol HBr(l)具有的能量(填“>”、“＝”或“<”)。
(4)H2(g)＋Br2(l) ===2HBr(g) ΔH＝－Q3 kJ/mol，则Q2________Q3。
解析：Cl2比Br2活泼，1 mol Cl2生成HCl，放热更多，放热越多，生成物越稳定。物质由液态生成气态，是吸热过程。
答案：(1)> (2)HCl (3)> (4)>
(2012·天津调研)下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：
物质
Cl2
Br2
I2
H2
HCl
HI
HBr
键能(kJ/mol)
243
193
151
436
431
298
366
根据上述数据回答(1)～(5)题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是________。
A．H2 B．Cl2
C．Br2 D．I2
(2)下列氢化物中最不稳定的是________。
A．HCl B．HBr
C．HI D．HF
(3)X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出热量最多的是________。
(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？________。你的根据是________________________________________________________________________。
解析：破坏1 mol 物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下形成1 mol该物质的化学键放出的能量相等，放出的能量越多，物质本身具有的能量越低，分子越稳定。(1)生成1 mol H2时放出的能量最多，为436 kJ。(2)在氢化物中，生成1 mol HI时放出的能量最少，为298 kJ。(3)分别计算出三个反应放出的热量，依次为：183 kJ、103 kJ和9 kJ。
答案：(1)A (2)C (3)放热 (4)Cl2 (5)能 生成物越稳定，放出的热量就越多，在HX中，HCl最稳定
盐酸或硫酸和氢氧化钠溶液的中和反应没有明显的现象。某学习兴趣小组的同学为了证明氢氧化钠溶液与盐酸或硫酸发生了反应，从中和反应的热效应出发，设计了下面几种实验方案。请回答有关问题。
(1)方案一：如图组装好实验装置，图中小试管用细线吊着，细线的上端拴在细铁丝上。开始时使右端U形管两端红墨水相平。实验开始，向下插细铁丝，使小试管内盐酸和广口瓶内氢氧化钠溶液混合，此时观察到的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)方案二：该小组同学借助反应溶液温度的变化来判断反应的发生。如果氢氧化钠溶液与盐酸混合前后有温度的变化，则证明发生了化学反应。该小组同学将不同浓度的氢氧化钠溶液和盐酸各10 mL混合，用温度计测量反应前后温度的变化，测得的部分数据如下表：
编号
盐酸
氢氧化钠
Δt/℃
1
0.1 mol·L－1
0.05 mol·L－1
3.5
2
0.1 mol·L－1
0.1 mol·L－1
x
3
0.2 mol·L－1
0.2 mol·L－1
14
则x＝________。
(3)方案三：该小组还设计了如图所示装置来证明氢氧化钠溶液确实与稀硫酸发生了反应。他们认为若洗气瓶中导管口有气泡冒出，则说明该反应放出热量，从而证明发生了反应。
①实验时，打开分液漏斗活塞，发现导管流出液体不畅，原因可能是________________________________________________________________________。
②从原理上讲，该实验设计的不合理之处为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
请你在此实验装置的基础上提出修改方案________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)方案一中盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应会放出热量，使广口瓶内气体温度升高，气体受热膨胀，压强增大，U形管内液面左边下降、右边升高。(2)方案二中由反应的氢氧化钠和盐酸的物质的量来看，1号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸都是0.5×10－3 mol，温度升高3.5 ℃，3号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸都是2×10－3 mol，为1号反应量的4倍，而温度变化也是4倍，由此看出参加反应的物质的量与温度变化量成正比。2号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸的物质的量是1号反应量的2倍，故温度变化也应为2倍，为7 ℃。(3)方案三中稀硫酸具有一定的体积，冒出气泡的原因可能是加入稀硫酸使锥形瓶内压强增大引起的。可以在分液漏斗上部塞子和锥形瓶之间连接一导管，即维持分液漏斗和锥形瓶内气压相等，便于液体顺利流下。如图：
答案：(1)U形管内液面左边下降、右边升高 盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应放出热量，使瓶内气体温度升高，压强增大 (2)7
(3)①没打开分液漏斗上部塞子 ②稀硫酸具有一定的体积，冒出气泡的原因可能是加入稀硫酸使锥形瓶内压强增大引起的 在分液漏斗上部塞子和锥形瓶之间连接一导管
1.1.1 化学反应与能量的变化 课堂巩固测试（人教版选修4）
(2012·湖北武汉高二质检)下列各图中，表示正反应是吸热反应的图是( )
解析：选A。一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。当反应物总能量>生成物总能量，反应放出能量；当反应物总能量<生成物总能量，反应吸收能量。
(2011·高考重庆卷)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S－F键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F键需要吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ，则S(s)＋3F2(g)====SF6(g)的反应热ΔH为( )
A．－1780 kJ/mol B．－1220 kJ/mol
C．－450 kJ/mol D．＋430 kJ/mol
解析：选B。断裂1 mol S—S键吸收能量280 kJ，断裂3 mol F—F键吸收能量3×160 kJ，则吸收的总能量为Q吸＝280 kJ＋3×160 kJ＝760 kJ，释放的总能量为Q放＝330 kJ×6＝1980 kJ，由反应方程式：S(s)＋3F2(g)=====SF6(g)可知，ΔH＝760 kJ/mol－1980 kJ/mol＝－1220 kJ/mol。
(2012·石家庄高二检测)科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体(如图所示)，与白磷分子相似。气态时，已知断裂1 mol N—N键吸收193 kJ热量，断裂1 mol N≡N键吸收941 kJ热量，则( )
A．N4与N2互称为同位素
B．1 mol N4气体转化为N2时要吸收748 kJ热量
C．N4是N2的同系物
D．1 mol N4气体转化为N2时要放出724 kJ能量
解析：选D。由题意知，N4和N2是N元素的两种不同单质，二者互为同素异形体，A、C错；由化学键及N4的结构知，N4分子转化为N2时，1 mol N4断裂6 mol N—N键，故ΔH＝193×6 kJ/mol－941×2 kJ/mol＝－724 kJ/mol。故1 mol N4气体转化为N2时要放出724 kJ能量，故B项错，D项正确。
在一定条件下，A和B反应可生成C和D，其能量变化如下：
(反应前) (反应后)
(1)下列关于反应A＋B===C＋D的说法正确的是______。
A．反应前后原子的种类和数目一定不变
B．该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应
C．若该反应为放热反应，则不需加热反应就一定能自发进行
D．反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且遵循能量守恒
(2)若E1
”、“<”或“＝”)反应物的总能量，为________(填“吸热”或“放热”)反应。
解析：化学反应既遵循质量守恒，又遵循能量守恒，在能量变化上体现为吸热反应或放热反应，任何化学反应都伴随着能量变化。当E1>E2时为放热反应，当E1答案：(1)AD (2)> 吸热
如图所示，把试管放入盛有25 ℃饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5 mL盐酸于试管中。试回答下列问题：
(1)实验中观察到的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)产生上述现象的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出有关反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
解析：Mg与盐酸反应放热，而Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小，烧杯中有Ca(OH)2析出。当反应物总能量大于生成物总能量时，反应放热。
答案：(1)①镁片上有大量气泡产生；②镁片逐渐溶解；③烧杯中析出晶体
(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体
(3)Mg＋2H＋====Mg2＋＋H2↑
(4)小于
1.1.2 化学反应与能量的变化 测试（人教版选修4）
已知在1.01×105 Pa、298 K条件下，2 mol 氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，下列热化学方程式正确的是( )
A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋242 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g) ===2H2O(l)
ΔH＝－484 kJ·mol－1
C．H2(g)＋O2(g) ===H2O(g)
ΔH＝＋242 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g) ===2H2O(g)
ΔH＝＋484 kJ·mol－1
解析：选A。在热化学方程式中要注明反应的温度和压强(101 kPa和25 ℃时可不注明)，要注明反应物和生成物的聚集状态，ΔH值要正确且注明“＋”与“－”，物质的化学计量数可用分数。结合以上原则分析：H2燃烧放热(ΔH为负值)，H2O分解吸热(ΔH为正值)，故A正确。
(2012·石家庄高二检测)含有11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 mol/L的H2SO4溶液反应，放出11.46 kJ的热量，表示该反应中和热的热化学方程式为( )
A．KOH(aq)＋H2SO4(aq) ===K2SO4(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－11.46 kJ/mol
B．2KOH(aq)＋H2SO4(aq) ===K2SO4(aq)＋2H2O(l)
ΔH＝－11.46 kJ/mol
C．2KOH(aq)＋H2SO4(aq) ===K2SO4(aq)＋2H2O(l)
ΔH＝－114.6 kJ/mol
D．KOH(aq)＋H2SO4(aq) ===K2SO4(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ/mol
解析：选D。中和热是以生成1 mol H2O(l)所放出的热量来定义的，故书写中和热的热化学方程式时，应以生成1 mol H2O(l)为标准来配平其余物质的化学计量数。
广州亚运会的火炬(潮流)采用低碳环保的碳氢化合物丙烷作为燃料，其燃烧后所生成的产物为水和二氧化碳，不会对环境造成污染，环保安全。已知有以下四个热化学反应方程式：
①C3H8(g)＋5O2(g) ===3CO2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－a kJ·mol－1
②C3H8(g)＋5O2(g) ===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－b kJ·mol－1
③2C3H8(g)＋9O2(g) ===4CO2(g)＋2CO(g)＋8H2O(l)
ΔH＝－c kJ·mol－1
④C3H8(g)＋O2(g) ===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－d kJ·mol－1
其中a、b、c、d最大的是( )
A．a B．b
C．c D．d
解析：选C。①与②相比生成液态水比气态水放出的热量多，所以b>a，④中各物质的量均为①中的一半，所以d＝a，③中与②相比，2 mol C3H8燃烧生成4 mol CO2和2 mol CO，相当于此反应中的2 mol C3H8有1 mol 完全燃烧，1 mol不完全燃烧，故放出的热量c大于b，所以c最大。
0.3 mol 气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，其热化学方程式为________________________________________________________________________；
又已知H2O(l) ===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ/mol，则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是________kJ。
解析：1 mol B2H6燃烧放出热量649.5 kJ÷0.3＝2165 kJ，0.5 mol B2H6燃烧生成液态水(1.5 mol)放出热量为0.5×2165 kJ，1.5 mol H2O(l)变为1.5 mol H2O(g)需吸收热量1.5 mol×44 kJ/mol＝66 kJ，所以0.5 mol B2H6燃烧生成气态水时放出热量为0.5×2165 kJ－66 kJ＝1016.5 kJ。
答案：B2H6(g)＋3O2(g) ===B2O3(s)＋3H2O(l) ΔH＝－2165 kJ/mol 1016.5
H2SO4溶液和KOH溶液反应时有热量放出，并已知反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2。试回答下列问题：
(1)用离子方程式表示中和反应的实质________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)判断E1和E2的大小关系：E1________E2。
(3)已知H＋(aq)＋OH－(aq) ===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol，计算下列中和反应中放出的热量。
①用20 g NaOH配成稀溶液跟足量的稀盐酸反应，能放出________ kJ的热量。
②用0.15 mol Ba(OH)2配成稀溶液跟足量的稀硝酸反应，能放出________ kJ的热量。
解析：(1)中和反应实质是H＋(aq)＋OH－(aq)H2O(l)；
(2)因为酸与碱的中和反应是放热反应，ΔH<0，所以反应物总能量大于生成物总能量，即E1>E2；
(3)①依据题意
H＋(aq)＋OH－(aq) ===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol
1 mol 57.3 kJ
Q
Q＝＝28.65 kJ
②依据题意
H＋(aq)＋OH－(aq) ===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol
1 mol 57.3 kJ
0.15 mol×2 Q′
Q′＝＝17.19 kJ。
答案：(1)H＋(aq)＋OH－(aq) ===H2O(l)
(2)> (3)①28.65 ②17.19
1.2 燃烧热 能源 测试（人教版选修4）
一、单项选择题
下列选项中说明乙醇作为燃料的优点的是( )
①燃烧时发生氧化反应 ②充分燃烧的产物不污染环境 ③乙醇是一种可再生能源 ④燃烧时放出大量的热
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．②③④
解析：选D。C2H6O可以通过酿造方法制得，可知乙醇是一种可再生能源，乙醇完全燃烧的反应方程式为C2H6O＋3O22CO2＋3H2O，可知产物不引起污染，有机物燃烧时都发生氧化反应，这并不是乙醇作为燃料的优点。
下列有关能量转换的说法不正确的是( )
A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程
B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能
C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程
D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成化学能的过程
解析：选C。C项葡萄糖被氧化成CO2是化学能转化成热能。
已知下列热化学方程式：
CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－445.15 kJ/mol
CH4(g)＋O2(g) ===CO(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－607.3 kJ/mol
CH4(g)＋2O2(g) ===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.3 kJ/mol
CH4(g)＋2O2(g) ===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－802.3 kJ/mol
则CH4的燃烧热为( )
A．445.15 kJ/mol B．607.3 kJ/mol
C．890.3 kJ/mol D．802.3 kJ/mol
解析：选C。CH4燃烧热是指1 mol CH4完全燃烧生成气态CO2和液态水放出的热量。A错，因CH4不为1 mol，B错，因燃烧产物不是CO2，D错，H2O不是液态。
下列热化学方程式叙述正确的是(ΔH的绝对值均正确)( )
A．C2H5OH(l)＋3O2(g) ===2CO2(g)＋3H2O(g)
ΔH＝－1367.0 kJ·mol－1(燃烧热)
B．NaOH(aq)＋HCl(aq) ===NaCl(aq)＋H2O(l)
ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1(中和热)
C．S(s)＋O2(g) ===SO2(g)
ΔH＝－296.8 kJ·mol－1(反应热)
D．2NO2===O2＋2NO
ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1(反应热)
解析：选C。本题考查热化学方程式的正误判断。选项A，H2O是不稳定的状态，不是表示燃烧热的热化学方程式。选项B，中和热为放热反应，ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。选项C，S燃烧生成SO2的反应是放热反应，ΔH<0，同时标明了物质的聚集状态等，正确。选项D，未注明物质的聚集状态，错误。
(2012·广州高二检测)下列说法或表示法不正确的是( )
A．1 mol 硫蒸气与2 mol 硫蒸气完全燃烧时，燃烧热相同
B．已知2H2(g)＋O2(g) ===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，则H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1
C．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq) ===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，若将含1 mol CH3COOH的醋酸溶液与含1 mol Ba(OH)2的溶液混合，放出的热量小于57.3 kJ
D．在101 kPa、25 ℃时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2(g)＋O2(g) ===2H2O(l) ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1
解析：选D。A项中同种状态的同一物质燃烧热相同，A正确；B项中由2H2(g)＋O2(g) ===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1及燃烧热的定义知，H2的燃烧热为＝285.8 kJ·mol－1，B正确；C项中CH3COOH为弱酸，电离时需吸收热量，故1 mol CH3COOH与1 mol Ba(OH)2反应时，放出的热量小于57.3 kJ，C正确；D项中H2燃烧为放热反应，ΔH<0，故D错误。
25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1、890.3 kJ·mol－1、2800 kJ·mol－1，则下列热化学方程式正确的是( )
A．C(s)＋O2(g) ===CO(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g) ===2H2O(g)
ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1
C．CH4(g)＋2O2(g) ===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
D.C6H12O6(s)＋3O2(g) ===3CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－1400 kJ·mol－1
解析：选D。碳的燃烧热是指1 mol 碳完全燃烧生成CO2时放出393.5 kJ的热量，因此A项错误。H2的燃烧热是指1 mol H2完全燃烧生成液态H2O时，放出285.8 kJ的热量，因此B、C两项中H2O应为液态，且B中ΔH应为负值，故也错误。葡萄糖的燃烧热是指1 mol 葡萄糖完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时，放出2800 kJ的热量，因此D项正确。
一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量为Q kJ(Q>0)，经测定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5 mol/L的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐，则此条件下反应：C4H10(g)＋13/2O2(g) ===4CO2(g)＋5H2O(g)的ΔH为( )
A．＋8Q kJ B．＋16Q kJ
C．－8Q kJ D．－16Q kJ
解析：选D。由题意可得如下关系：
C4H10～4CO2～8KOH
1 mol 8 mol
n mol 0.5 mol
解得n＝ mol，当1 mol C4H10燃烧时放出的热量应为16Q，ΔH为负值。
二、双项选择题
(2012·西安高二检测)已知H2(g)＋O2(g) ===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1。下列说法中不正确的是( )
A．H2的燃烧热为241.8 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g) ===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol－1
C．1 mol H2完全燃烧生成液态水放出的热量大于241.8 kJ
D．断开1 mol H2O的化学键吸收的总能量等于断裂1 mol H2和0.5 mol O2的化学键所吸收的总能量
解析：选AD。H2的燃烧热指1 mol H2完全燃烧生成液态水放出的热量，A错误；由于液态水生成气态水需要吸收热量，所以生成液态水的反应放出的热量多，C正确；H2燃烧放热，说明断裂1 mol H2和0.5 mol O2的化学键所吸收的总能量小于形成1 mol H2O的化学键释放的总能量，而形成1 mol H2O的化学键释放的总能量等于断裂1 mol H2O的化学键吸收的总能量，D错误。
分析下表数据，推断下列说法正确的是( )
烷烃
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
1559.8
2219.9
2877.0
3536.2
沸点/℃
－88.6
－42.1
－0.5
36.1
熔点/℃
－183.3
－189.7
－138.4
－129.7
A.己烷的燃烧热约为4196 kJ·mol－1
B．表示乙烷燃烧热的热化学方程式为：2C2H6(g)＋7O2(g) ===4CO2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1559.8 kJ·mol－1
C．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量不一定多
D．从上表可以分析得，丁烷气体最不适宜做气体打火机的有机燃料
解析：选AC。从表中数据分析，烷烃分子中每增加一个“CH2”原子团，燃烧热约增660 kJ·mol－1，由此可推断己烷的燃烧热约为4196 kJ·mol－1，A项正确；燃烧热是指1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，B项错；以乙烷和丙烷为例，计算各1 g 燃烧时放出的热量，前者为52.0 kJ，后者为50.5 kJ，而前者含碳量低于后者，C项正确；打火机使用的燃料应该是易燃、降温或加压易液化，减压时易汽化的物质，从表中沸点看，乙烷、丙烷难液化，而戊烷常压下难汽化，只有丁烷最适宜，D项错。
三、非选择题
化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热量的形式表现出来，叫做反应热。由于反应的情况不同，反应热可以分为许多种，如燃烧热和中和热等。
(1)下列ΔH表示物质燃烧热的是________；表示物质中和热的是________(填“ΔH1”、“ΔH2”或“ΔH3”等)。
A．2H2(g)＋O2(g) ===2H2O(l) ΔH1
B．C(s)＋1/2O2(g) ===CO(g) ΔH2
C．CH4(g)＋2O2(g) ===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH3
D．C(s)＋O2(g) ===CO2(g) ΔH4
E．C6H12O6(s)＋6O2(g) ===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH5
F．NaOH(aq)＋HCl(aq) ===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH6
G．2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)
Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH7
H．CH3COOH(aq)＋NaOH(aq) ===
CH3COONa(aq)＋H2O(l) ΔH8
(2)根据2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出99.6 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据燃烧热的含义可知ΔH4、ΔH5为燃烧热，根据中和热的含义可知ΔH6为中和热。
(2)2.00 g C2H2完全燃烧放出热量为99.6 kJ可得1 mol C2H2气体完全燃烧放出热量为99.6 kJ÷(2.00 g/26 g)＝1294.8 kJ，故C2H2气体燃烧的热化学方程式为：
C2H2(g)＋O2(g) ===2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－1294.8 kJ/mol。
答案：(1)ΔH4、ΔH5 ΔH6
(2)C2H2(g)＋O2(g) ===2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－1294.8 kJ/mol
城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤炭与水蒸气反应制得，故又称水煤气。
(1)试写出制取水煤气的主要化学反应方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为：C3H8(g)＋5O2(g) ===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－2219.9 kJ/mol
已知CO气体燃烧的热化学方程式为：CO(g)＋O2(g) ===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ/mol
试比较同物质的量的C3H8和CO燃烧，产生的热量比值约为________。
(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g) ===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ/mol
试比较同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值约为________。
(4)氢气是未来的能源，除产生的热量多之外，还具有的优点是________________________________________________________________________。
解析：(1)由题意“煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤炭与水(蒸气)反应制得……”，可知反应的化学方程式为：C＋H2O(g)CO＋H2；
(2)同物质的量的C3H8和CO燃烧，产生的热量比值为＝7.844∶1。
(3)等质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值为：
＝14∶5(或2.83∶1)。
答案：(1)C＋H2O(g) CO＋H2 (2)7.844∶1
(3)14∶5(或2.83∶1) (4)来源丰富，产物无污染
下表是几种常用燃料(1 mol)完全燃烧时放出的热量：
物质
炭粉(C)
一氧化碳(CO)
氢气(H2)
甲烷(CH4)
乙醇(C2H5OH)
状态
固体
气体
气体
气体
液体
热量(kJ)
392.8
282.6
285.8
890.3
1367
(1)从热量角度分析，目前最适合家庭使用的优质气体燃料是________。
(2)写出管道煤气中的一氧化碳燃烧的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
1 mol 一氧化碳充分燃烧，需消耗氧气的物质的量是________ mol。
(3)充分燃烧1 mol 表中各种燃料，排放出二氧化碳的量最多的是________。
(4)矿物燃料储量有限，而且在燃烧过程中会产生污染。根据能源多样化的发展战略，我国开发利用的绿色能源有氢能、________等。
解析：由表中数据可知1 mol 甲烷气体完全燃烧放出热量最多，故家庭使用的优质气体燃料应选甲烷；1 mol 一氧化碳完全燃烧放出热量282.6 kJ，则表示其燃烧的热化学方程式为CO(g)＋O2(g) ===CO2(g) ΔH＝－282.6 kJ/mol。
答案：(1)甲烷 (2)CO(g)＋O2(g) ===CO2(g) ΔH＝－282.6 kJ/mol 0.5
(3)乙醇 (4)太阳能(或风能、地热能等)
(2012·铜川高二测试)请你阅读材料后填空：
(1)某无色液体A，通电时生成无色气体B和C，B能使带火星的木条复燃，C能在空气中燃烧，发出蓝色火焰且只生成A，则B、C的化学式分别为________、________。
(2)若已知每摩尔气体C燃烧后生成A液体时放出285.8 kJ的热量，试写出其燃烧的热化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)能源在我们的生活中占有重要的地位，其依据产生的方式可分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源；需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。气体C属于________能源(“一级”或“二级”)，其作为能源最突出的优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)有人认为气体C作为能源是不现实的，你认为呢？如果你认为现实，回答出理由；若认为不现实，则回答出不现实的理由。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：根据描述和液体A、气体B和C的性质，可知A为H2O，B为O2，C为H2；气体C完全燃烧生成液体水；氢气作为能源需要依靠其他能源的能量间接制取，属于二级能源，其燃烧时只生成水，无污染。
答案：(1)O2 H2
(2)H2(g)＋O2(g) ===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol
(3)二级 燃烧的产物是水，不会给环境带来任何污染
(4)不现实，现有的制氢方法耗能太大，且其储存和运输都很困难(或其它合理答案)
1.2 燃烧热 能源 课堂巩固测试（人教版选修4）
下列各组物质的燃烧热相等的是( )
A．碳和二氧化碳
B．1 mol 碳和3 mol 碳
C．3 mol C2H2和1 mol C6H6
D．淀粉和纤维素
解析：选B。燃烧热是物质的性质，与量的多少无关。
(2011·高考福建卷)下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是( )
A．CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体
B．使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一
C．节能减排符合低碳经济的要求
D．合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺
解析：选A。造成温室效应的气体包含CO2和CH4，但不包含N2。
下列热化学方程式中ΔH代表燃烧热的是( )
A．CH4(g)＋3/2O2(g)===2H2O(l)＋CO(g) ΔH1
B．S(s)＋3/2O2(g) ===SO3(s) ΔH2
C．C6H12O6(s)＋6O2(g) ===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH3
D．2CO(g)＋O2(g) ===2CO2(g) ΔH4
解析：选C。燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，A中CO应为CO2，B中S的稳定氧化物应为SO2，D中CO应为1 mol。
(2012·武汉高二检测)下列两个热化学方程式：
2H2(g)＋O2(g) ===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
C3H8(g)＋5O2(g) ===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－2220 kJ·mol－1
试根据上面两个热化学方程式，回答下列问题：
(1)H2的燃烧热为______，C3H8的燃烧热为________。
(2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为________。
(3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3847 kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是________。
解析：(1)根据燃烧热的概念知H2、C3H8的燃烧热分别为285.8 kJ·mol－1、2220 kJ·mol－1。
(2)燃烧释放的总热量的计算式为：
Q放＝1 mol×285.8 kJ·mol－1＋2 mol×2220 kJ·mol－1＝4725.8 kJ。
(3)设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2，则有：
解得
在相同p、T时，V(H2)∶V(C3H8)＝n(H2)∶n(C3H8)＝3∶1。
答案：(1)285.8 kJ·mol－1 2220 kJ·mol－1
(2)4725.8 kJ (3)3∶1
近二十年来，对氢能源的研究获得了迅速发展，像电一样，氢是一种需要依靠其他能源如石油、煤等的能量来制取的二次能源，而存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源称为一次能源，如煤、石油、太阳能等。
(1)为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又比较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是( )
A．电解水 B．锌和稀硫酸反应
C．光解海水 D．以石油、天然气为原料
(2)氢气燃烧时耗氧量小，发热量大。已知碳和氢气燃烧的热化学方程式为：
C(s)＋O2(g) ===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol
H2(g)＋O2(g) ===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol
试通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是________。
解析：(1)光解海水法是利用特殊催化剂，模拟生物光合作用制取氢气，是比较经济且资源可持续利用的制氢方法。
(2)由热化学方程式可知，相同质量的氢气和碳完全燃烧时放出的热量之比为：
(285.8 kJ/mol×)∶(393.5 kJ/mol×)≈4.36∶1。
答案：(1)C (2)4.36∶1
1.3 化学反应热的计算 测试（人教版选修4）
(2010·高考新课标全国卷)已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－55.6 kJ·mol－1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于( )
A．－67.7 kJ·mol－1 B．－43.5 kJ·mol－1
C．＋43.5 kJ·mol－1 D．＋67.7 kJ·mol－1
解析：选C。根据题意可得如下热化学方程式：HCN(aq)＋OH－(aq)===CN－(aq)＋H2O(l) ΔH＝－12.1 kJ·mol－1，H＋(aq)＋OH－(aq) ===H2O(l) ΔH＝－55.6 kJ·mol－1，依据盖斯定律得到HCN(aq) ===H＋(aq)＋CN－(aq) ΔH＝(－12.1 kJ·mol－1)－(－55.6 kJ·mol－1)＝＋43.5 kJ·mol－1。
炽热的炉膛内有反应：C(s)＋O2(g) ===CO2(g) ΔH＝－392 kJ·mol－1，往炉膛内通入水蒸气时，有如下反应：C(s)＋H2O(g) ===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131 kJ·mol－1；2CO(g)＋O2(g) ===2CO2(g) ΔH＝－564 kJ·mol－1；2H2(g)＋O2(g) ===2H2O(g) ΔH＝－482 kJ·mol－1。由以上反应推断往炽热的炉膛内通入水蒸气时( )
A．不能节约燃料，但能使炉膛火更旺
B．虽不能使炉膛火更旺，但可节约燃料
C．既可使炉膛火更旺，又能节约燃料
D．既不能使炉膛火更旺，又不能节约燃料
解析：选A。向炉膛内通入水蒸气时，对应的第一个方程式的2倍与第二个、第三个方程式叠加再除以2，可得炉膛内C与O2反应的热化学方程式：C(s)＋O2(g) ===CO2(g) ΔH＝－392 kJ·mol－1，即能量守恒，不能节约燃料；但将固体燃料转变为气体燃料(CO，H2)，显然增大了与O2的接触面积，使炉膛火更旺。
(原创题)2011年4月，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第八颗北斗导航卫星送入太空轨道。“长征三号甲”三子级使用的燃料是液氢和液氧。已知下列热化学方程式：
①H2(g)＋O2(g) ===H2O(l) ΔH1＝－285.8 kJ/mol
②H2(g) ===H2(l) ΔH2＝－0.92 kJ/mol
③O2(g) ===O2(l) ΔH3＝－6.84 kJ/mol
④H2O(l) ===H2O(g) ΔH4＝＋44.0 kJ/mol
则反应H2(l)＋O2(l) ===H2O(g)的反应热ΔH为( )
A．＋237.46 kJ/mol B．－474.92 kJ/mol
C．－118.73 kJ/mol D．－237.46 kJ/mol
解析：选D。根据盖斯定律，将反应①－②－③×＋④可得目标反应方程式，其反应热ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3×＋ΔH4＝－237.46 kJ/mol。
10 g硫磺在O2中完全燃烧生成气态SO2，放出的热量能使500 g H2O的温度由18 ℃升至62.4 ℃，则硫磺的燃烧热为________，热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：由Q＝cmΔt＝cm(t2－t1)及Q＝n×|ΔH|得：
n×|ΔH|＝cm(t2－t1)×10－3
|ΔH|＝
＝
＝296.9 kJ/mol
故S(s)＋O2(g) ===SO2(g) ΔH＝－296.9 kJ/mol。
答案：296.9 kJ/mol
S(s)＋O2(g) ===SO2(g) ΔH＝－296.9 kJ/mol
用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4(g)＋4NO2(g) ===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－574 kJ/mol
CH4(g)＋4NO(g) ===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－1160 kJ/mol
若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2，整个过程中转移电子总数为________(阿伏加德罗常数的值用NA表示)，放出的热量为________kJ。
解析：将两热化学方程式相加得
2CH4(g)＋4NO2(g) ===2N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1734 kJ/mol
可以看出2×22.4 L CH4被氧化转移电子总数为16NA，放出热量1734 kJ。故4.48 L CH4转移电子总数为1.6NA，放出热量173.4 kJ。
答案：1.60NA(或1.6NA) 173.4
2.1 化学反应速率 测试（人教版选修4）
下列说法不正确的是( )
A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示
B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比
C．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位决定
D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值
解析：选D。对化学反应速率来说：①无论可逆反应还是不可逆反应都可以研究速率；②化学反应速率通常指的是平均值，而不是即时速率；③化学反应速率没有负值；④利用不同物质来表示同一反应相同条件下的速率时，各数值与方程式中对应物质的化学计量数成正比；⑤对纯固体或纯液体来讲，我们认为它们的浓度始终不变，所以不可利用它们来表示反应的速率。
(2012·洛阳高二测试)在一定条件下，将A2和B2气体通入1 L密闭容器中，反应按下式进行：mA2＋nB22C，2 s内反应速率如下：v(A2)＝0.5 mol·L－1·s－1，v(B2)＝1.5 mol·L－1·s－1，v(C)＝1 mol·L－1·s－1，则m和n的值分别为( )
A．2、3 B．3、2
C．3、1 D．1、3
解析：选D。对同一化学反应，用不同物质表示的化学反应速率之比，等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，所以m∶n∶2＝v(A2)∶v(B2)∶v(C)＝0.5 mol·L－1·s－1∶1.5 mol·L－1·s－1∶1 mol·L－1·s－1＝1∶3∶2，故m和n的值分别为1、3。
(2011·高考海南卷)对于可逆反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，在温度一定下由H2(g)和I2(g)开始反应，下列说法正确的是(双选)( )
A．H2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率之比为2∶1
B．反应进行的净速率是正、逆反应速率之差
C．正、逆反应速率的比值是恒定的
D．达到平衡时，正、逆反应速率相等
解析：选BD。A项用各物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比，则有2v(H2，消耗)＝v(HI，生成)；C项随着反应的进行，v(正)不断减小，v(逆)不断增大，二者的比值也不断变化。
某温度时，在2 L容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析：该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
反应开始至2 min时，用Z表示的反应速率为________。
解析：由题图可知，X、Y的物质的量随反应的进行而减小，Z的物质的量随反应的进行而增大，则X和Y为反应物，Z为生成物。Δn(X)＝1.0 mol－0.7 mol＝0.3 mol，Δn(Y)＝1.0 mol－0.9 mol＝0.1 mol，Δn(Z)＝0.2 mol－0 mol＝0.2 mol，Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝0.3 mol∶0.1 mol∶0.2 mol＝3∶1∶2，故反应方程式为3X＋Y2Z。v(Z)＝＝0.05 mol·L－1·min－1。
答案：3X＋Y2Z 0.05 mol·L－1·min－1
根据反应4FeS2＋11O2====2Fe2O3＋8SO2，试回答下列问题。
(1)常选用哪些物质来表示该反应的化学反应速率____________________；
(2)当生成SO2的速率为0.64 mol·L－1·s－1时，则氧气减少的速率为________________；
(3)如测得4 s后O2的浓度为2.8 mol·L－1，此时间内SO2的速率为0.4 mol·L－1·s－1，则开始时氧气的浓度为________________。
解析：(1)一般不用固体和纯液体来表示反应速率，所以可用O2和SO2来表示该反应的反应速率。
(2)不同物质表示的反应速率和方程式中对应化学计量数成正比，所以氧气减少的速率为0.64 mol·L－1·s－1×＝0.88 mol·L－1·s－1。
(3)此时间内SO2的速率为0.4 mol·L－1·s－1，则用氧气表示的速率为0.4 mol·L－1·s－1×＝0.55 mol·L－1·s－1，所以氧气变化浓度为0.55 mol·L－1·s－1×4 s＝2.2 mol·L－1，则开始时氧气的浓度为2.8 mol·L－1＋2.2 mol·L－1＝5 mol·L－1。
答案：(1)SO2或O2 (2)0.88 mol·L－1·s－1
(3)5 mol·L－1
2.1 化学反应速率 课下训练测试（人教版选修4）
一、单项选择题
(2012·辽宁沈阳高二检测)有两位同学在条件相同的情况下，测定可逆反应：A2＋3B2 C2的化学反应速率。甲测得：v(A2)＝0.5 mol·L－1·min－1，乙测得：v(B2)＝1.5 mol·L－1·min－1，则这两位同学的测定( )
A．都正确 B．都不正确
C．甲正确乙不正确 D．都对或都错
解析：选D。甲、乙测出的速率之比等于方程式中的化学计量数之比，故都正确或都不正确。
(2012·大连高二调研)某一反应物的浓度是1.0 mol/L，经过20 s后，它的浓度变成了0.2 mol/L，在这20 s用该物质浓度变化表示的化学反应速率为( )
A．0.04 B．0.04 mol/(L·s)
C．0.08 mol/(L·s) D．0.04 mol/L
解析：选B。v＝＝
＝0.04 mol/(L·s)
A项无单位，D项单位不正确。
在温度不变的条件下，恒定的容器中进行下列反应：N2O42NO2，若N2O4的浓度由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1要用10 s，那么N2O4的浓度从0.07 mol·L－1降到0.04 mol·L－1时，所用时间( )
A．等于5 s B．等于10 s
C．大于10 s D．小于10 s
解析：选C。按浓度变化比例计算需10 s，但反应物浓度小时反应速率慢。
已知反应4NH3＋5O24NO＋6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(H2O)、v(NO)[mol/(L·min)]来表示，则下列关系正确的是( )
A.v(NH3)＝v(O2) B.v(O2)＝v(H2O)
C.v(NH3)＝v(H2O) D.v(O2)＝v(NO)
解析：选D。v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)＝4∶5∶4∶6，得出：v(O2)＝v(NH3)，A项错误。v(H2O)＝v(O2)，B项错误。v(H2O)＝v(NH3)，C项错误。v(NO)＝v(O2)，D项正确。
一定温度下，浓度均为1 mol·L－1的A2和B2两种气体，在密闭容器内反应生成气体C，反应达平衡后，测得：c(A2)＝0.58 mol·L－1，c(B2)＝0.16 mol·L－1，c(C)＝0.84 mol·L－1，则该反应的正确表达式为( )
A．2A2＋B22A2B B．A2＋B22AB
C．A2＋B2A2B2 D．A2＋2B22AB2
解析：选D。Δc(A2)＝1 mol·L－1－0.58 mol·L－1＝0.42 mol·L－1，Δc(B2)＝1 mol·L－1－0.16 mol·L－1＝0.84 mol·L－1，Δc(C)＝0.84 mol·L－1，因变化量之比等于化学计量数之比，同时要满足质量守恒，故选D。
(2012·岳阳高二检测)在2A＋B===3C＋4D反应中，表示该反应速率最快的数据是( )
A．vA＝0.5 mol·L－1·s－1
B．vB＝0.3 mol·L－1·s－1
C．vC＝0.8 mol·L－1·s－1
D．vD＝1.0 mol·L－1·s－1
解析：选B。将不同物质表示的反应速率化为同一物质进行比较，均化为B的速率为：
A.＝0.25 B．0.3 C. D.＝0.25
B项值最大，反应最快。
在2 L密闭容器中进行如下反应：mX(g)＋nY(g)===pZ(g)＋qQ(g)，2 s时间内X表示的平均反应速率为0.3m/p mol/(L·s)，则2 s时间内，物质Q增大的物质的量为( )
A．1.2q/p mol B．1.2m/p mol
C．1.6q/p mol D．0.6q/p mol
解析：选A。据反应方程式可知：v(X)∶v(Q)＝m∶q，故v(Q)＝ mol/(L·s)，故Δn(Q)＝ mol/(L·s)×2 s×2 L＝ mol，故A项正确。
二、双项选择题
反应4A(s)＋3B(g) 2C(g)＋D(g)，经2 min B的浓度减少0.6 mol·L－1。对此反应速率的正确表示是( )
A．用A表示的反应速率是0.8 mol·L－1·s－1
B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1
C．在2 min内的反应速率，用反应物B来表示是0.3 mol·L－1·min－1
D．在这2 min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的
解析：选BC。经2 min B的浓度减少0.6 mol·L－1，这2 min 内的平均反应速率v(B)＝0.3 mol/(L·min)，C正确；根据反应速率之比等于化学计量数之比可知B正确，A、D错误。
在一定温度时，将1 mol A和2 mol B放入容积为5 L的某密闭容器中发生如下反应：A(s)＋2B(g) C(g)＋2D(g)，经5 min后，测得容器内B的浓度减少了0.2 mol/L。下列叙述不正确的是( )
A．在5 min 内该反应用C的浓度变化表示的反应速率为0.02 mol/(L·min)
B．5 min 时，容器内D的浓度为0.2 mol/L
C．该可逆反应随反应的进行，容器内压强保持不变
D．5 min时容器内气体总的物质的量为3 mol
解析：选CD。根据题意，可以计算v(B)＝0.04 mol/(L·min)，则v(C)＝0.02 mol/(L·min)，A正确；5 min时，c(C)＝0.1 mol/L，则c(D)＝0.2 mol/L，B正确；该反应的正反应为气体物质的量增加的反应，随反应的进行，容器内压强逐渐增大，C错误；5 min时，Δn(B)＝0.2 mol/L×5 L＝1 mol，Δn(C)＝0.5 mol，Δn(D)＝1 mol，因此气体总的物质的量为2 mol－1 mol＋0.5 mol＋1 mol＝2.5 mol，D说法错误。
三、非选择题
如图表示800 ℃时A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况。试回答：
(1)该反应的反应物是________。
(2)该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)若t＝2，A物质的平均反应速率为________。
解析：(1)由图可知，随时间的增加，A的浓度减少，而B、C的浓度增加，说明A是反应物，B、C是生成物。(2)A的浓度变化量Δc(A)＝1.2 mol/L，B的浓度变化量Δc(B)＝0.4 mol/L，C的浓度的变化量Δc(C)＝1.2 mol/L。A、B、C三物质浓度变化量之比为3∶1∶3，所以反应方程式为3AB＋3C。(3)v(A)＝＝0.6 mol/(L·min)。
答案：(1)A (2)3A??B＋3C
(3)0.6 mol/(L·min)
将等物质的量的A和B，混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)，经过5 min后测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的反应速率是0.1 mol·L－1·min－1，A在5 min末的浓度是________，B的平均反应速率是________，D的平均反应速率是________，x的值是________。
解析：反应生成C的浓度：0.1 mol·L－1·min－1×5 min＝0.5 mol·L－1。因为反应生成的C与D浓度相等，故x＝2，设起始时A与B的浓度均为c mol·L－1。
由： 3A ＋ B2C ＋ 2D
c c 0 0
0.75 0.25 0.5 0.5
(c－0.75) (c－0.25) 0.5 0.5
根据题意得：(c－0.75)∶(c－0.25)＝3∶5
解得：c＝1.5
从而A在5 min末的浓度为
1．5 mol·L－1－0.75 mol·L－1＝0.75 mol·L－1
v(B)＝＝0.05 mol·L－1·min－1
v(D)＝＝0.1 mol·L－1·min－1。
答案：0.75 mol·L－1 0.05 mol·L－1·min－1
0．1 mol·L－1·min－1 2
为了提高煤的利用率，人们先把煤转化为CO和H2，再将它们转化为甲醇，某实验人员在一定温度下的密闭容器中，充入一定量的H2和CO，发生反应：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)，测定的部分实验数据如下：
t/s
0
500 s
1000 s
c(H2)(mol/L)
5.00
3.52
2.48
c(CO)(mol/L)
2.50
(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是________；
(2)在1000 s内用CO表示的化学反应速率是________，1000 s时H2的转化率是________。
(3)在500 s时生成的甲醇的浓度是________mol/L。
解析：在500 s内，v(H2)＝＝2.96×10－3 mol/(L·s)。
(2)在1000 s时反应了的H2的浓度是Δc(H2)＝5.00 mol/L－2.48 mol/L＝2.52 mol/L，则反应了的CO的浓度是：Δc(CO)＝Δc(H2)＝1.26 mol/L，用CO表示化学反应速率为：v(CO)＝＝1.26×10－3 mol/(L·s)，H2的转化率为：×100%＝50.4%。
(3)在500 s时反应了的H2的浓度为：c(H2)＝1.48 mol/L，则生成的CH3OH的浓度为：c(CH3OH)＝c(H2)＝0.74 mol/L。
答案：(1)2.96×10－3 mol/(L·s)
(2)1.26×10－3 mol/(L·s) 50.4% (3)0.74
某化学兴趣小组的甲、乙两位同学对测定化学反应速率非常感兴趣，为此进行了有关的实验探究，实验记录如下：
[实验目的] 测量锌和稀硫酸反应的速率
[实验用品] 锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导管、50 mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1 mol·L－1的H2SO4、4 mol·L－1的H2SO4。
[实验步骤]
①甲同学取一套如图装置，加入40 mL 1 mol·L－1的H2SO4，测量收集10 mL H2所需的时间。
②乙同学取另一套同样的装置，加入40 mL 4 mol·L－1的H2SO4，测量收集10 mL H2所需的时间。
回答下列问题：
(1)Zn与稀H2SO4反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)收集10 mL H2所需时间：甲________乙(填“大于”、“小于”或“等于”)。反应速率：甲________乙(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)下列说法正确的是________。
A．本实验中甲、乙两同学所用锌粒的表面积要相同
B．装置气密性要好
C．40 mL 的H2SO4要迅速加入
D．收集气体还可以用排水法收集
E．若用98%的浓H2SO4，则反应最快
(4)测定Zn和稀H2SO4反应的速率还可用的方法有：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
解析：(1)Zn与稀H2SO4反应的离子方程式为：
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
(2)因为甲同学所用H2SO4的浓度比乙同学所用H2SO4的浓度小，故反应速率小，所用时间长。
(3)因为本实验是测定浓度对化学反应速率的影响，故要保证其它因素是相同的，如所用锌粒的表面积相同，A正确；本实验是根据测定收集10 mL H2所需的时间长短来判断反应速率的，故装置气密性要好，为减少实验误差，加入H2SO4时要迅速，B、C正确；测量气体的体积还可用排水法测量，D正确；因为Zn与98%的浓H2SO4反应生成ZnSO4、SO2和H2O，反应的实质改变，E错误。
(4)还可利用等质量的Zn完全溶解所用时间不同以及单位时间内H2SO4浓度的变化等来测量化学反应速率。
答案：(1)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
(2)大于 小于
(3)ABCD
(4)测定等质量的Zn完全溶解所需要的时间 单位时间内H2SO4浓度的变化
2.2 影响化学反应速率的因素 测试 （人教版选修4）
(2012·太原高二检测)用3 g 块状大理石与30 mL 3 mol/L盐酸反应制取CO2气体，若要增大反应速率，可采取的措施是( )
①再加入30 mL 3 mol/L 盐酸 ②改用30 mL 6 mol/L 盐酸 ③改用3 g 粉末状大理石 ④适当升高温度
A．①②④ B．②③④
C．①③④ D．①②③
解析：选B。对反应CaCO3(s)＋2HCl(aq)===CaCl2(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)而言，增大反应速率的方法有增大HCl溶液的浓度，升高温度或将块状大理石改为粉末状大理石，故选B。
对于有气体参加的化学反应来说，下列说法不正确的是( )
A．压缩容器体积，增大压强，活化分子百分数不变，化学反应速率增大
B．升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
C．加入反应物，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
D．使用催化剂，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
解析：选C。压缩体积，增大压强或加入反应物，活化分子百分数不变，但增大了单位体积中活化分子的数目，使反应速率增大，A正确，C错误；升高温度或使用催化剂，会使活化分子的百分数增大，导致反应速率增大，B、D正确。
NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢地起反应生成氮气和二氧化碳气体：2NO＋2CON2＋2CO2。对此反应，下列叙述正确的是(双选)( )
A．使用催化剂能加快反应速率
B．改变压强对反应速率没有影响
C．冬天气温低，反应速率降低，对人体危害更大
D．无论外界条件怎样改变，均对此化学反应的速率无影响
解析：选AC。2NO＋2CON2＋2CO2为气体反应，浓度、压强、温度、催化剂等都对它有影响，故B、D项错。冬天气温低，反应速率降低，周围环境中的NO和CO含量更多，对人体危害更大。
(2012·佛山高二检测)对于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，当其他条件不变时，只改变一个反应条件，将生成的SO3的反应速率的变化填入下表空格内(填“增大”、“减小”或“不变”)。
编号
改变的条件
生成SO3的速率
①
降低温度
②
压缩体积
③
增大氧气的浓度
④
使用催化剂
解析：降低温度会导致反应速率减小，而压缩体积增大压强、增大反应物浓度、使用催化剂均会使反应速率增大。
答案：
编号
改变的条件
生成SO3的速率
①
降低温度
减小
②
压缩体积
增大
③
增大氧气的浓度
增大
④
使用催化剂
增大
用如图所示装置进行如下实验：
(1)在检查装置的气密性后，向试管a中加入10 mL 6 mol·L－1的稀HNO3和1 g铜片，立即用带有导管的橡皮塞塞紧试管口。请写出在试管a中有可能发生的所有反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在实验过程中常常反应开始时速率缓慢，随后逐渐加快，这是由于________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
当反应进行一段时间后速率又逐渐减慢，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)欲较快地制得NO，可采取的措施是________(填写字母序号)。
A．加热 B．使用铜粉
C．稀释HNO3 D．增大硝酸的浓度
解析：反应开始时溶液温度较低，故反应速率较慢，该反应为放热反应，随着反应的进行，溶液的温度逐渐升高，反应速率加快；反应一段时间后，HNO3因消耗而浓度减小，HNO3的浓度成为影响反应速率的主要因素，故反应速率又逐渐减慢。加热和增加固体的接触面积都能加快反应速率；稀释HNO3，速率减小；Cu与浓HNO3反应得到的气体是NO2。
答案：(1)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，2NO＋O2===2NO2
(2)随反应进行，反应放热，溶液温度升高是影响化学反应速率的主要因素，故反应速率加快 反应一段时间后HNO3的浓度降低是影响化学反应速率的主要因素，故反应速率又逐渐减小
(3)AB
2.2 影响化学反应速率的因素 测试（人教版选修4）
一、单项选择题
(2012·洛阳高二测试)下列说法中有明显错误的是( )
A．对有气体参加的化学反应，增大压强，体系体积减小，可使单位体积内活化分子数增加，因而反应速率增大
B．活化分子之间发生的碰撞一定为有效碰撞
C．升高温度，一般可使活化分子的百分数增大，因而反应速率增大
D．加入适宜的催化剂，可使活化分子的百分数大大增加，从而增大反应速率
解析：选B。活化分子间有合适取向的碰撞才是有效碰撞。
下列情况下，反应速率相同的是( )
A．等体积0.1 mol/L HCl溶液和0.05 mol/L H2SO4溶液分别与0.2 mol/L NaOH溶液反应
B．等质量锌粒和锌粉分别与等量1 mol/L HCl溶液反应
C．等体积等浓度HCl溶液和CH3COOH溶液分别与等质量的Na2CO3粉末反应
D．等体积0.2 mol/L HCl溶液和0.1 mol/L H2SO4溶液与等量等表面积等品质石灰石反应
解析：选A。Zn粉与Zn粒相比较，Zn粉接触面积大，反应速率快，B不合题意；等浓度的HCl溶液与CH3COOH溶液中c(H＋)不同，所以与Na2CO3粉末反应的速率不同，C不合题意；H2SO4与石灰石反应会生成CaSO4，覆盖在CaCO3表面阻止反应进一步发生，所以二者速率不可能相等。
(2012·开封高二质检)下列体系加压后，对化学反应速率没有影响的是( )
A．2SO2＋O2 2SO3
B．CO＋H2O(g) CO2＋H2
C．CO2＋H2OH2CO3
D．H＋＋OH－H2O
解析：选D。压强只对反应体系中有气体参与的反应有影响，酸、碱中和反应生成H2O，反应物全部为溶液，压强对此无影响。
向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按正反应速率由大到小的顺序排列正确的是( )
甲．在500 ℃时，SO2和O2各10 mol 反应
乙．在500 ℃时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和10 mol O2起反应
丙．在450 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应
丁．在500 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁
C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲
解析：选C。甲、乙相比较，乙使用催化剂，反应速率乙>甲。丙、丁相比较，丁温度高，反应速率丁>丙。甲与丁相比较，甲反应物浓度高，反应速率甲>丁。丙温度最低，反应最慢，故选C。
如图是相同条件下做H2O2分解的对比实验时，放出O2的体积随时间的变化关系示意图，a为使用催化剂，b为不使用催化剂，其中正确的图像是( )
解析：选A。使用催化剂只能加快反应速率，不能改变生成O2的量，故只有A正确。
20 ℃时，将0.1 mol·L－1Na2S2O3溶液10 mL和0.1 mol·L－1H2SO4溶液10 mL混合，2 min后溶液出现明显浑浊(发生的反应为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O)。已知温度每升高10 ℃，该反应的化学反应速率增大到原来的2倍，那么50 ℃时，同样的反应要明显地出现浑浊，所需时间是( )
A．40 s B．15 s
C．48 s D．20 s
解析：选B。由题意知，50 ℃的v(50 ℃)＝2×v(20 ℃)，出现浑浊所需时间与速率成反比。
二、双项选择题
100 mL 6 mol·L－1的硫酸跟过量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的( )
A．硫酸钠固体 B．水
C．硫酸钾溶液 D．硝酸钾溶液
解析：选BC。加入水或硫酸钾溶液都使硫酸的浓度变小，可以减缓化学反应速率。而加入硝酸钾时相当于锌和硝酸反应，不生成氢气。
某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3＋Br2CH3COCH2Br＋HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：
实验序号
起始浓度c/mol·L－1
溴颜色消失所需时间t/s
CH3COCH3
HCl
Br2
①
0.80
0.20
0.0010
290
②
1.60
0.20
0.0010
145
③
0.80
0.40
0.0010
145
④
0.80
0.20
0.0020
580
分析实验数据所得出的结论不正确的是( )
A．增大c(CH3COCH3)，v(Br2)增大
B．实验②和③的v(Br2)：前者大于后者
C．增大c(HCl)，v(Br2)增大
D．增大c(Br2)，v(Br2)增大
解析：选BD。A项，由实验①和②对比可知增大c(CH3COCH3)，反应时间缩短，v(Br2)增大。B项，实验②和③反应时间相同，Br2起始浓度相同，则v(Br2)相等。C项，比较实验①和③可知，增大c(HCl)时，反应时间缩短，v(Br2) 增大。D项，比较实验①和④可知，增大c(Br2)时，v(Br2) 不变，故选B、D。
三、非选择题
在一密闭容器中充入1 mol I2和1 mol H2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g) ΔH<0。
(1)保持容器容积不变，向其中充入1 mol H2，反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)保持容器容积不变，向其中充入1 mol CO2(不参加反应)，反应速率________，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)保持容器内气体的压强不变，向其中充入1 mol CO2，反应速率________，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)V不变，充入H2，增大反应物的浓度，使反应速率增大。(2)V不变，充入CO2，并没有改变H2、I2的浓度，故反应速率不变。(3)p不变，充入CO2，使容器体积增大，H2、I2的浓度降低，反应速率减小。
答案：(1)增大 增大反应物浓度，反应速率增大
(2)不变 反应物的浓度不变，反应速率不变
(3)减小 容器的体积变大，反应物浓度减小，反应速率减小
“碘钟”实验中，3I－＋S2O===I＋2SO的反应速率可以用I与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20 ℃进行实验，得到的数据如下表：
实验编号
①
②
③
④
⑤
c(I－)/mol·L－1
0.040
0.080
0.080
0.160
0.120
c(S2O)/mol·L－1
0.040
0.040
0.080
0.020
0.040
t/s
88.0
44.0
22.0
44.0
t1
回答下列问题：
(1)该实验的目的是________________________________________________________________________。
(2)显色时间t1＝________。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40 ℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为______(填字母代号)。
A．<22.0 s B．22.0 s～44.0 s
C．>44.0 s D．数据不足，无法判断
(4)通过分析比较上表数据，得到的结论是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：本题主要考查外部因素如浓度、温度对化学反应速率的影响。由已知数据可知，当c(I－)和c(S2O)乘积相等时，显色时间相等，故t1＝＝29.3 s。升高温度加快化学反应速率，即缩短显蓝色的时间，故t<22.0 s。
答案：(1)研究反应物I－与S2O的浓度对反应速率的影响 (2)29.3 s (3)A
(4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)
(2010·高考新课标全国卷节选)某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是____________________________________；
(4)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有__________________________________(答两种)。
解析：(1)在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应：CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。
(2)由于Zn与CuSO4反应生成的Cu及硫酸组成了Cu－Zn原电池，大大加快了反应速率。
(3)只要是比锌活泼性差的金属都可以与锌组成原电池，故Ag2SO4可以。
(4)要加快生成H2的反应速率，还可以采取如下措施：升高温度，适当增大硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等。
答案：(1)Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu－Zn原电池，加快了氢气产生的速率
(3)Ag2SO4
(4)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等(任写两种即可)
(2012·北京东城区高二测试)下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
实验序号
金属质量/g
金属状态
c(H2SO4) /mol·L－1
V(稀H2SO4) /mL
溶液温度/℃
金属消失的时间/s
反应前
反应后
1
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
2
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
3
0.10
丝
0.7
50
20
36
250
4
0.10
丝
0.8
50
20
35
200
5
0.10
粉末
0.8
50
20
36
25
6
0.10
丝
1.0
50
20
35
125
7
0.10
丝
1.0
50
35
50
50
8
0.10
丝
1.1
50
20
34
100
9
0.10
丝
1.1
50
30
44
40
分析上述数据，回答下列问题：
(1)实验4和5表明：
对反应速率有影响，________，反应速率越快，能表明同一规律的实验还有________(填实验序号)。
(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有________(填实验序号)。
(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有________，其实验序号是________。
(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近，推测其原因：
。
解析：(1)4和5的区别是金属的状态不相同，粉末状的反应速率快。1和2也属于此类情况。(2)研究浓度对反应速率的影响，必须保证其他条件一样。分析表格可知1、3、4、6、8为一组，2和5为一组。(3)6、7和8、9两组可以看出温度也是影响反应速率的外部条件。(4)金属与酸的反应是放热反应。一定量的该金属与足量的稀硫酸反应放出热量相同。
答案：(1)固体反应物的表面积 表面积越大 1和2
(2)1、3、4、6、8或2、5
(3)开始反应温度 6和7或8和9
(4)一定量的金属与足量的硫酸反应放出的热量相同
2.3.1 化学平衡 测试（人教版选修4）
一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X(g)＋2Y(g) 2Z(g)一定达到化学平衡状态的是( )
①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2
②X、Y、Z的浓度不再发生变化
③容器中的压强不再发生变化
④单位时间内生成 n mol Z，同时生成2n mol Y
A．①② B．①④
C．②③ D．③④
解析：选C。在一定条件下，可逆反应X(g)＋2Y(g) 2Z(g)达到平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，单位时间内X、Y、Z各自生成的物质的量等于其消耗的物质的量，X、Y、Z的浓度不再发生变化，容器中的压强不再发生变化。但X、Y、Z的物质的量之比不一定等于化学计量数之比。
在如图所示的三个容积相同的容器①②③中进行如下反应：3A(g)＋B(g) 2C(g) ΔH＜0，若起始温度相同，分别向三个容器中通入3 mol A和1 mol B，则达到平衡时各容器中C物质的体积分数由大到小的顺序为( )
A．③②① B．③①②
C．①②③ D．②①③
解析：选A。①与②相比，由于②能把反应产生的热量散到周围环境中，相比①来说相当于降低温度，故平衡右移，平衡时C的体积分数②大于①；②与③相比，由于反应向右进行时分子数减少，故③中活塞下移，相对②来说，相当于给体系加压，平衡右移，故C的体积分数③大于②。
(2012·邵阳高二质检)有一化学平衡：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，如图是表示A的转化率同压强、温度的关系，分析图像可以得出的正确结论是( )
A．正反应是吸热反应，m＋n>p＋q
B．正反应是吸热反应，m＋nC．正反应是放热反应，m＋n>p＋q
D．正反应是放热反应，m＋n解析：选A。分析图像知：A的转化率、压强、温度三个量发生变化，应用“定一议二”的方法处理：
在压强不变时，随温度升高，A的转化率增大，即平衡右移，则正反应为吸热反应。在温度不变时(可垂直横坐标作一等温辅助线)，增大压强，A的转化率增大，即平衡右移，则m＋n>p＋q。
将一定量的SO2和含0.7 mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定容积的密闭容器中，550 ℃时，在催化剂作用下发生反应：2SO2＋O22SO3(正反应放热)。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通入过量NaOH溶液中，气体体积减少了21.28 L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数)
请回答下列问题：
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是________。
A．SO2和SO3的浓度相等
B．SO2的百分含量保持不变
C．容器中气体的压强不变
D．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
E．容器中混合气体的密度保持不变
(2)该反应达到平衡时SO2的转化率为(用百分数表示)________。
解析：(1)平衡标志的判断：一是正逆反应速率相等，二是各组分含量保持不变。浓度相等不能作为平衡标志的判据，A不正确；由于是气体体积不相等的反应，压强不变可以作为平衡标志判据；D项中均表示正反应速率，不正确。由于均为气体反应，气体的质量守恒，容器的容积不变，密度不变，不能作为平衡的标志。
(2)消耗O2的物质的量：
0．7 mol－＝0.45 mol
生成SO3的物质的量：0.45 mol×2＝0.9 mol
SO2和SO3的物质的量之和：
＝0.95 mol
则反应前SO2的物质的量为0.95 mol，
SO2的转化率：×100%＝94.7%。
答案：(1)BC (2)94.7%
反应mA＋nBpC在某温度下达到平衡状态。
(1)若升高温度，A物质的转化率增大，该反应为______热反应。
(2)若C为气体，且m＋n＝p，在加压时化学平衡发生移动，则平衡必定向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(3)如果在体系中增加或减少B的量，平衡均不发生移动，则B肯定不能为________态。
解析：升高温度，A的转化率增大，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应；C为气体，m＋n＝p，若A、B都为气体，则增大压强，平衡不会移动，而加压平衡发生移动，则A、B中至少有一种为非气态，则平衡必定逆向移动；由题意知改变B的量，平衡不移动，则B应为固态或液态。
答案：(1)吸 (2)逆反应 (3)气
2.3.2 化学平衡 测试（人教版选修4）
一、单项选择题
关于化学平衡常数的叙述正确的是( )
A．温度一定，一个化学反应的平衡常数不是一个常数
B．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变
C．温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数
D．浓度商Qc解析：选C。K是温度的函数，平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关。正、逆反应的平衡常数互为倒数，如H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，K正＝，K逆＝，所以K正＝。浓度商Qv逆。
对于3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为( )
A．K＝ B．K＝
C．K＝ D．K＝
解析：选D。固体不写入表达式中。
(2012·黄山高二测试)在一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知c(SO2)始＝0.4 mol·L－1，c(O2)始＝1 mol·L－1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K＝19，则此反应中SO2的转化量为( )
A．0.24 mol·L－1 B．0.28 mol·L－1
C．0.32 mol·L－1 D．0.26 mol·L－1
解析：选C。2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
0.4 1 0
x 0.5x x
0.4－x 1－0.5x x
由平衡常数的定义：K＝
＝＝19，
解得x＝0.32 mol·L－1。
X、Y、Z为三种气体，把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中，发生反应X＋2Y2Z，达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)＋n(Y)＝n(Z)，则Y的转化率为( )
A.×100% B.×100%
C.×100% D.×100%
解析：选B。 X ＋ 2Y2Z
起始物质的量/mol a b 0
转化物质的量/mol x 2x 2x
平衡物质的量/mol a－x b－2x 2x
据题意：(a－x)＋ (b－2x)＝2x
解得：x＝，故Y的转化率为×100%＝×100%。
(2010·高考安徽卷)低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)2N2(g)＋3H2O(g) ΔH<0
在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是( )
A．平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大
B．平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小
C．单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1∶2时，反应达到平衡
D．其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大
解析：选C。本题考查了化学平衡常数、外界因素对转化率的影响及化学平衡状态的判断。A项，因该反应为放热反应，故升高温度，平衡常数减小，A错；B项，增大一种反应物浓度，另处一种反应物的转化率必增大，B错；使用催化剂，化学平衡不移动，转化率不变，D错。
一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：
2A(g)＋B(g) 3C(g)＋D(g)，若反应开始时充入2 mol A和1 mol B，达到平衡时C的浓度为a mol·L－1。若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为a mol·L－1的是( )
A．4 mol A＋2 mol B
B．2 mol A＋1 mol B＋3 mol C＋1 mol D
C．3 mol C＋1 mol D＋1 mol B
D．3 mol C＋1 mol D
解析：选D。对于一般可逆反应，在恒温恒容条件下，只改变起始加入的情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同，则二者平衡等效。
假设2 mol A和1 mol B能够完全反应，则应生成3 mol C＋1 mol D，所以如果维持容器体积和温度不变，开始时向容器中加入3 mol C＋1 mol D，达到平衡时，与原平衡是等效平衡，则C的浓度仍为a mol·L－1，故正确答案为D。
在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：
物质
X
Y
Z
初始浓度/(mol·L－1)
0.1
0.2
0
平衡浓度/(mol·L－1)
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是( )
A．反应达到平衡时，X的转化率为50%
B．反应可表示为X＋3Y2Z，其平衡常数为1600
C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
解析：选C。题中有一明显的错误，就是C选项，增大压强不可能使平衡常数增大。其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识，关键是根据表中数据(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶(0.1－0)＝1∶3∶2可推导出：X＋3Y2Z。
二、双项选择题
(2012·张家口高二测试)高温下，某反应达平衡，平衡常数K＝。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是( )
A．该反应的焓变为正值
B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
C．升高温度，逆反应速率增大
D．该反应化学方程式为CO＋H2O(g) CO2＋H2
解析：选AC。根据平衡常数的表达式可得出化学反应方程式为CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)。升高温度，正、逆反应速率均增大，H2浓度减小，平衡向正向移动，正反应是吸热的，焓变为正值。在恒温恒容下，增大压强的方法有多种，H2浓度变化不确定。
某温度下，在一容积固定的容器中，反应aA(g)＋bB(g) hH(g)达到平衡后，A、B、H的物质的量分别为a mol、b mol和h mol。已知a＋b＝2h，若保持温度不变，将三者的物质的量增大一倍，则下列判断正确的是( )
A．平衡正向移动
B．混合气体的密度不变
C．B的体积分数减少
D．a mol/L解析：选AC。a＋b＝2h则a＋b>h，正向是气体体积缩小的方向，恒温恒容下，将三者的物质的量增大一倍，则相当于增加压强，平衡向正反应方向移动，A正确；混合气体的质量增大，则密度增大，B错；平衡向正反应方向移动，B的体积分数减少，a mol 三、非选择题
(2012·郑州高二检测)工业合成氨N2＋3H22NH3反应过程中的能量变化如图所示，据图回答下列问题：
(1)该反应通常用活性铁作催化剂，加活性铁会使图中B点升高还是降低__________，理由是________________________________________________________________________。
(2)该反应平衡常数表达式为：K＝__________，当浓度商Qc__________K(填“<”、“>”或“＝”)时，反应向右进行。
(3)450 ℃时该反应的平衡常数__________500 ℃时的平衡常数(填“<”、“>”或“＝”)。
(4)一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡，要提高H2的转化率，可以采取的合理措施有__________(填字母代号)。
a．高温高压 b．加入催化剂 c．增加N2的浓度 d．增加H2的浓度 e．分离出NH3
解析：(1)催化剂降低反应的活化能；(2)反应向右进行，说明Qc答案：(1)降低 催化剂能降低反应的活化能
(2) < (3)> (4)ce
(2010·高考山东卷改编题)一定温度下，向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g)，发生反应2HI?H2＋I2，H2物质的量随时间的变化如图所示。
0～2 min内的平均反应速率v(HI)＝__________。
该温度下，H2(g)＋I2(g) 2HI(g)的平衡常数K＝__________。相同温度下，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，则__________是原来的2倍。
a．平衡常数 b．HI的平衡浓度
c．达到平衡的时间 d．平衡时H2的体积分数
解析：v(H2)＝＝0.05 mol/(L·min)，
由方程式可知v(HI)＝2v(H2)＝0.1 mol/(L·min)。
2HI(g) H2(g)＋I2(g)
起始浓度/mol/L 1 0 0
转化浓度/mol/L 0.2 0.1 0.1
平衡浓度/mol/L 0.8 0.1 0.1
则H2(g)＋I2(g) 2HI(g)的平衡常数
K＝＝＝64。
若在相同温度下，起始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，温度不变，平衡常数不变，压强增大，平衡不移动，HI的平衡浓度变为原来的2倍，但反应速率加快，各物质的体积分数不变，故选b。
答案：0.1 mol/(L·min) 64 b
在一定温度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一定容积的密闭容器里，发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，进行到一定程度达到平衡状态。现在该容器维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量(mol)，如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的质量分数仍跟上述平衡时的完全相同。
请填写下列空白：
(1)若a＝0，b＝0，则c＝__________。
(2)若a＝0.5，则b＝__________，c＝__________。
(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c)：________________________________________________________________________
__________________、________________________________________________________________________。
解析：(1)题干所给的条件是恒温、恒容，反应前后气态物质化学计量数不相等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，通过可逆反应的化学计量数换算成方程式同一边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效，所以a＝0，b＝0时，c＝2；
(2)从正、逆反应同时开始，设开始时n(O2)＝x，n(SO3)＝y，则x＋＝1，0.5＋y＝2，解之得：x＝0.25 mol，y＝1.5 mol；
(3)由恒温、恒容条件下反应前后气态物质化学计量数不相等的可逆反应，将方程式两边的所有数据转化为方程式一边时，要化归原值，可知a＋c＝2，b＋＝1(或2b＋c＝2)。
答案：(1)2 (2)0.25 1.5
(3)a＋c＝2 b＋＝1(或2b＋c＝2)
(2012·天津高二质检)在100 ℃时，将0.200 mol的四氧化二氮气体充入2 L抽空的密闭容器中，每隔一定时间对该容器内物质的浓度(mol/L)进行分析，得到如下表格：
时间/s
0
20
40
60
80
100
c(N2O4)
0.100
c1
0.050
c3
a
b
c(NO2)
0.000
0.060
c2
0.120
0.120
0.120
试填空：
(1)该反应的化学方程式为：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
达到平衡时四氧化二氮的转化率为________________________________________________________________________。
(2)20 s时四氧化二氮的浓度c1＝__________mol·L－1，在0～20 s时间段内，四氧化二氮的平均反应速率为__________mol·L－1·s－1。
(3)若在相同情况下最初向容器中充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的初始浓度为________mol·L－1。
解析：(1)该反应的化学方程式为：N2O42NO2，60 s时达到平衡，生成的NO2：0.120 mol/L×2 L＝0.240 mol，
则反应的N2O4为：0.240 mol×＝0.120 mol，故N2O4的转化率为：×100%＝60%。
(2)20 s时：c(NO2)＝0.060 mol/L，则反应的N2O4为0.030 mol/L，故N2O4的浓度c1＝0.100 mol/L－0.030 mol/L＝0.070 mol/L，v(N2O4)＝＝0.0015 mol/(L·s) 。
(3)恒温恒容下，充入NO2气体，达到同样的平衡状态，根据一边倒c(NO2)起始＝0.200 mol/L。
答案：(1)N2O42NO2 60%
(2)0.07 0.0015
(3)0.200
2.4 化学反应进行的方向 测试（人教版选修4）
下列说法中正确的是( )
A．能自发进行的反应一定能迅速发生
B．非自发进行的反应一定不可能发生
C．能自发进行的反应实际可能没有发生
D．常温下，2H2O2H2↑＋O2↑即常温下水的分解反应是自发反应
解析：选C。ΔH－TΔS这个判据指的是在温度、压强一定的条件下，化学反应自动发生的趋势，即反应发生的可能性，它并不能说明在该条件下一个可能自发进行的化学反应能否实际发生，因为化学反应能否实际发生还涉及反应速率的问题，所以A不正确；非自发不含有“不可能”之意。例如：水的分解在常温常压下是非自发的，但在通直流电条件下，电解生成氢气和氧气，只不过消耗了其他功，所以选项B错误；水在常温常压下电解才发生分解，即环境对它做电功才能使它发生，所以是非自发反应，D不正确。
对于化学反应能否自发进行，下列说法中错误的是( )
A．若ΔH<0，ΔS>0，任何温度下都能自发进行
B．若ΔH>0，ΔS<0，任何温度下都不能自发进行
C．若ΔH>0，ΔS>0，低温时可自发进行
D．若ΔH<0，ΔS<0，低温时可自发进行
解析：选C。
选项
内容分析
结论
A
ΔH<0，ΔS>0?ΔG<0，任何温度下都能自发进行
√
B
ΔH>0，ΔS<0?ΔG>0，任何温度下都不能自发进行
√
C
ΔH>0，ΔS>0，高温时能保证ΔG<0
×
D
ΔH<0，ΔS<0，低温时能保证ΔG<0
√
(2012·阳江高二测试)能用焓判据判断下列过程的方向的是( )
A．水总是自发地由高处往低处流
B．放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行
C．有序排列的火柴散落时成为无序排列
D．多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率增大
解析：选A。A项水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向。B项一定条件下吸热反应也可以自发进行，例如，在25 ℃和1.01×105 Pa时，
2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.7 kJ/mol，
(NH4)2CO3(s) ===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9 kJ/mol，不难看出，上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。C项有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，符合熵判据。D项扑克牌的无序排列也符合熵判据。
判断下列反应的熵值的变化，在每小题后面的横线上填上“增加”、“减小”或“无明显变化”。
(1)2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)________。
(2)H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)________。
(3)(NH4)2CO3(s) ===NH4HCO3(s)＋NH3(g)______。
(4)Cu(s)＋Cl2(g)CuCl2(s)________。
解析：判断熵值变化的依据是同温同压下，气态熵值>液态熵值>固态熵值，状态都是气态时，看物质的量的多少，物质的量越多，熵值越大。
答案：(1)减小 (2)无明显变化 (3)增加 (4)减小
已知在100 kPa、298.15 K 时石灰石分解反应：
CaCO3(s) ===CaO(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋178.3 kJ/mol ΔS＝＋160.4 J/(mol·K)，则：
(1)该反应常温下________(填“能”或“不能”)自发进行；
(2)据本题反应数据分析，温度________(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素；
(3)若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最低温度为________。
解析：(1)常温下，ΔG＝ΔH－TΔS＝178.3 kJ/mol －298.15 K×160.4 ×10－3kJ/(mol·K)＝130.5 kJ/mol >0，所以该反应常温下不能自发进行。
(2)因为该反应ΔH>0、ΔS>0，所以根据ΔG＝ΔH－TΔS可知在温度较高的时候，ΔG可能小于0。
(3)根据ΔG＝ΔH－TΔS<0时，反应可自发进行，则有：T>ΔH/ΔS＝1111.6 K。
答案：(1)不能 (2)能 (3)1111.6 K
