Question

【題目】(1)根據下圖中的能量關系，可求得C-H的鍵能為______________。

(2)X(s)+3Y(g)Z(g)+3W(g)　ΔH=－akJ/mol，一定條件下，將2molX和2molY通入2L的恒容密閉容器中，反應10s后達到平衡，測得生成0.5molZ。

①則10s內，Y的平均反應速率為_____________，第10s時，X的物質的量為__________，Y的濃度為_______，10s內，X和Y反應放出的熱量Q為______。

②判斷該反應是否達到平衡的依據是__________（填字母）。

A.壓強不隨時間改變 B.氣體的密度不隨時間改變

C.c(Y)不隨時間改變 D.單位時間里生成Z和W的物質的量之比為1∶2

Answer 1

【答案】414kJ/mol 0.075mol/(L·s) 1.5mol 0.25mol/L 0.5akJ BC

【解析】

(1)利用反應△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能分析解答。

(2)①根據物質反應轉化關系，由生成Z的物質的量計算反應消耗的X、Y的物質的量，再結合c=計算10s時Y物質的濃度，利用v=計算Y的反應速率；利用物質反應能量變化與反應的物質的量相對應計算10s內放出的能量；

②利用反應達到平衡時，任何物質的物質的量、濃度及含量不變分析判斷。

(1)根據圖知，C(s)鍵能為717kJ/mol、氫氣鍵能為(864÷2)kJ/mol=432kJ/mol，C(s)+2H2(g)=CH4(g) △H=-75kJ/mol，該反應△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能=-75kJ/mol，則C-H的鍵能=kJ/mol=414kJ/mol；

(2)①由方程式X(s)+3Y(g)Z(g)+3W(g) ΔH=-akJ/mol可知：每反應產生1molZ，會同時消耗1molX，消耗3molY，反應放出熱量akJ，則反應進行到10s后達到平衡，此時反應產生0.5molZ，會同時放出0.5akJ的熱量，消耗0.5molX，1.5molY，因此用Y表示的反應速率為v(Y)==0.075mol/(L·s)；此時X的物質的量還有2mol-0.5mol=1.5mol；

②A.該反應是反應前后氣體體積不變的反應，體系的壓強始終不變，因此不能根據壓強不隨時間改變判斷反應是否處于平衡狀態，A錯誤；

B.若反應未達到平衡狀態，氣體的質量會發生變化，氣體的密度也會發生改變，若容器內氣體的密度不隨時間改變，則反應達到平衡狀態，B正確；

C.反應未達到平衡狀態，Y的物質的量及濃度就會變化，若c(Y)不隨時間改變，說明反應處于平衡狀態，C正確；

D.根據方程式可知：Z、W都是生成物，二者改變的物質的量的比是1：3，無論是否達到平衡，單位時間里生成Z和W的物質的量之比不可能為1∶2，因此不能據此判斷反應是否處于平衡狀態，D錯誤；

故合理選項是BC。