Question

【題目】按要求回答問題：

（1）已知氫氣燃燒生成2mol液態水時放出的熱量為572kJ。請回答下列問題：

①生成物能量總和________(填“大于”“小于”或“等于”)反應物能量總和。

②反應2H2(g)+O2(g) 2H2O（L）的能量變化如圖（圖中各微粒前的系數表示物質的量）所示。已知拆開1mol H2、1mol O2和1mol H—O中的化學鍵分別需要消耗436kJ、496kJ和463kJ的能量。則反應過程(Ⅱ)________(填“吸收”或“放出”)________kJ。

（2）一定溫度下，在容積為2L的密閉容器中進行反應：aN(g)bM(g)+cP(g)，M、N、P的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示：

①反應化學方程式中各物質的系數比為a∶b∶c＝_________。

②1min到3min這段時刻，以M的濃度變化表示的平均反應速率為：__________。

③下列敘述中能說明上述反應達到平衡狀態的是_____________。

A 反應中當M與N的物質的量相等時

B P的質量不隨時間變化而變化

C 混合氣體的總物質的量不隨時間變化而變化

D 單位時間內每消耗a mol N，同時消耗b mol M

E 混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化

F M的物質的量濃度保持不變

④達到平衡時，在相同溫度下容器內混合氣體的壓強與反應前的壓強之比為________

Answer 1

【答案】小于 放出 1852 2:1:1 0.25mol/(L·min) BDF 1:1

【解析】

本題考查反應熱的大小比較，有關反應熱的計算，

（1）①放熱反應，說明反應物的總能量大于生成物的總能量，吸熱反應，則相反，△H為負值說明該反應為放熱反應；

②反應過程（I）中，能量由低到高，反應吸收熱量，反應過程（II）中，能量由高到低，反應放出熱量；

（2）①根據物質的量的變化量之比等于化學計量數之比求出方程式化學計量數；

②根據公式計算M的速率；

③A. 反應中當M與N的物質的量相等時并不能說明M或N的濃度保持不變，不一定平衡，故A不符合題意；

B. P的質量不隨時間變化而變化說明P的濃度保持不變，處于平衡狀態，故B符合題意；

C.由于該反應是一個等體積的可逆反應，混合氣體的總物質的量不隨時間變化而變化不一定平衡，故C不符合題意；

D. 單位時間內每消耗a mol N，同時消耗b mol M說明反應的正逆反應速率相等，處于平衡狀態，故D符合題意；

E. 由于該反應是一個等體積的可逆反應，混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化，不一定平衡，故E不符合題意；

④同溫、同體積條件下，壓強之比等于物質的量之比。據此解答。

（1）①該反應的△H<0，為放熱反應，生成物能量總和小于反應物能量總和。本小題答案為：小于。

②反應過程（Ⅰ）中，能量由低到高，反應吸收熱量，反應過程（Ⅱ）中，能量由高到低，反應放出熱量，反應過程（Ⅱ）中4molH—O鍵，放出的熱量為：4×463kJ=1852kJ。本小題答案為：放出；1852。

（2）①由圖示信息可知，N、M、P的物質的量在0到6分鐘內的變化量為6mol、3mol、3mol，因物質的量的變化量之比等于化學計量數之比，故a∶b∶c＝2:1:1。本小題答案為：2:1:1。

②1min到3min這段時刻，M的濃度變化量為（4mol-3mol）/2L=0.5mol/L，則速率為0.5mol/L/2min=0.25 mol/(L·min)。本小題答案為：0.25mol/(L·min)。

③A. 反應中當M與N的物質的量相等時并不能說明M或N的濃度保持不變，不一定平衡，故A不符合題意；

B. P的質量不隨時間變化而變化說明P的濃度保持不變，處于平衡狀態，故B符合題意；

C.由于該反應是一個等體積的可逆反應，混合氣體的總物質的量不隨時間變化而變化不一定平衡，故C不符合題意；

D. 單位時間內每消耗a mol N，同時消耗b mol M說明反應的正逆反應速率相等，處于平衡狀態，故D符合題意；

E. 由于該反應是一個等體積的可逆反應，混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化，不一定平衡，故E不符合題意；

F. M的物質的量濃度保持不變說明反應處于平衡狀態，故F符合題意。答案選BDF。

④由于同溫、同體積條件下，壓強之比等于物質的量之比，則達到平衡時，混合氣體的壓強與反應前的壓強之比等于反應后物質的量與反應前物質的量之比（2mol+4mol+5mol）/(8mol+1mol+2mol)=1:1。本小題答案為：1:1。