Question

（1）從能量的變化和反應的快慢等角度研究反應：2H₂+O₂=H₂O．已知該反應為放熱反應，下圖能正確表示該反應中能量變化的是

 

．

從斷鍵和成鍵的角度分析上述反應中能量的變化．化學鍵的鍵能如下表：則生成1mol水可以放出熱量

 

kJ

化學鍵	H-H	O=O	H-O
鍵能kJ/mol	436	496	463

（2）原電池可將化學能轉化為電能．若Fe、Cu和濃硝酸構成原電池，負極是

 

（填“Cu”或“Fe”）； 若Zn、Ag和稀鹽酸構成原電池，正極發生

 

反應（填“氧化”或“還原”），電解質溶液中陽離子移向

 

極（填“正”或“負”）．質量相同的銅棒和鋅棒用導線連接后插入CuSO₄溶液中，一段時間后，取出洗凈、干燥、稱量，二者質量差為12.9g．則導線中通過的電子的物質的量是

 

mol．
（3）一定溫度下，將3mol A氣體和1mol B氣體通入一容積固定為2L的密閉容器中，發生如下反應：3A（g）+B（g）?xC（g），反應1min時測得剩余1.8mol A，C的濃度為0.4mol/L，則1min內，B的平均反應速率為

 

；X為

 

．若反應經2min達到平衡，平衡時C的濃度

 

0.8mol/L（填“大于，小于或等于”）．若已知達平衡時，該容器內混合氣體總壓強為p，混合氣體起始壓強為p₀．請用p₀、p來表示達平衡時反應物A的轉化率為

 

．

Answer 1

考點：反應熱和焓變,原電池和電解池的工作原理,化學平衡的計算

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）氫氣和氧氣燃燒生成水是放熱反應，反應物能量比生成物高；△H=反應物鍵能和-生成物鍵能和；
（2）原電池是將化學能轉變為電能的裝置，Fe、Cu和濃硝酸構成原電池，Fe與濃硝酸發生鈍化，而Cu與濃的硝酸發生自發的氧化還原反應，Cu失去電子作負極，被氧化，正極上正5價的氮得到電子生成二氧化氮，若Zn、Ag和稀鹽酸構成原電池，鋅與鹽酸發生自發的氧化還原反應，所以銀作正極，原電池中陽離子向正極移動，負極反應掉的Zn和正極析出的Cu共12.9g，以此來解答；
（3）根據方程式計算參加反應的B的物質的量，根據v=

△n V

△t

，計算v（B）；
利用物質的量之比等于化學計量數之比計算x的值；根據隨著反應的進行反應物的濃度減少，反應速率減慢，據此判斷；
相同條件下，壓強之比等于物質的量之比，據此計算平衡后混合氣體總的物質的量，利用差量法計算參加反應的A的物質的量，再根據轉化率定義計算；

解答： 解：（1）由圖可知，A中反應物的總能量大于生成物的總能量，為放熱反應，故答案為：A；
斷裂2molH₂中的化學鍵吸收2×436kJ熱量，斷裂1molO₂中的化學鍵吸收496kJ熱量，共吸收2×436+496=1368kJ熱量，形成4molH-O鍵釋放4×463kJ=1852kJ熱量，2mol H₂在氧氣中燃燒生成2mol水的反應熱△H=反應物中鍵能之和-生成物中鍵能之和=1368-1852kJ/mol=-484kJ/mol，即 H₂在氧氣中燃燒生成1mol水放出的熱量為242kJ，故答案為：242；
（2）原電池是將化學能轉變為電能的裝置，Fe、Cu和濃硝酸構成原電池，Fe與濃硝酸發生鈍化，而Cu與濃的硝酸發生自發的氧化還原反應，Cu失去電子作負極，被氧化，正極上正5價的氮得到電子生成二氧化氮，若Zn、Ag和稀鹽酸構成原電池，鋅與鹽酸發生自發的氧化還原反應，所以銀作正極，原電池中陽離子向正極移動，
1molZn失2mol電子，1mol銅離子得2mol電子，設轉移電子物質的量為xmol，則：

x

2

mol×65g/mol+

x

2

mol×64g/mol=12.9g，x=0.2mol，
故答案為：Cu；還原；正；0.2；
（3）反應1min時測得剩余1.8molA，C的濃度為0.4mol/L，參加反應的A的物質的量為3mol-1.8mol=1.2mol，由方程式可知，參加反應的B為1.2mol×

1

3

=0.4mol，則1min內，B的平均反應速率為

0.4mol 2L

1min

=0.2mol/（L．min）；
生成的C為0.4mol/L×2L=0.8mol，故1.2mol：0.8mol=3：x，解得x=2；
隨著反應的進行，反應速率逐漸減小，若反應經2min達到平衡，后1min的平均速率小于前1min的平均速率，前1min內C的濃度變化為0.4mol/L，則后1min內C的濃度變化小于0.4mol/L，故平衡時C的濃度小于0.8mol/L；
若已知達平衡時，該容器內混合氣體總壓強為p，混合氣體起始壓強為p₀，故平衡后混合氣體總的物質的量為（3mol+1mol）×

P

P0

=

4P

P0

mol，故平衡后混合氣體物質的量減少量為（4-

4P

P0

）mol，則：
3A（g）+B（g）?2C（g） 物質的量減少△n
3              2
n（A）     （4-

4P

P0

）mol
故n（A）=（4-

4P

P0

）mol×

3

2

=（6-

6P

P0

）mol
故A的轉化率=

(6- 6P P0 )mol

3mol

×100%=

2P0-2P

P0

×100%，
故答案為：0.2mol/（L．min）；  2；  小于； 

2P0-2P

P0

×100%．

點評：本題綜合考查反應速率計算、化學平衡的計算、影響反應速率的因素、化學平衡狀態判斷等，題目難度不大，注意理解化學平衡狀態的判斷依據應由“變化”到“不變化”．