Question

化學反應與能量有比不可分的關系，回答下列問題．
Ⅰ：已知31g白磷變?yōu)?1g紅磷釋放能量．試回答：
（1）上述變化屬于

化學

（填“物理”或“化學”）變化．
（2）31g白磷具有的能量_

＞

（“＞”或“＜”）31g紅磷具有的能量，常溫常壓下，

紅磷

更穩(wěn)定．
（3）31g白磷完全燃燒釋放的能量_

＞

（“＞”或“＜”）31g紅磷完全燃燒釋放的能量．
Ⅱ：A、B、C三個燒杯中分別盛有200mL相同物質的量濃度的稀硫酸

（1）分別寫出三個裝置中鐵片表面發(fā)生反應的離子方程式：
A

Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑

；B

Fe-2e^-═Fe²⁺

；C

2H⁺+2e^-═H₂↑

．
（2）一段時間后，B中Sn極附近溶液的pH

pH增大

（填“增大”、“減小”、“不變”）．
（3）一段時間后，C中產生了3.36L（標準狀況）氣體時，硫酸恰好全部被消耗，則原稀硫酸溶液的物質的量濃度=

0.75

mol?L^-1．此時，三個燒杯中液體質量由大到小的順序為：

C＞A=B

（填寫序號）．
（4）比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是

BAC

（填寫序號）．
Ⅲ：某溫度時，在一個2L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示．根據圖中數據填空：
（1）該反應的化學方程式為

3X+Y2Z

．
（2）反應開始至2min，以氣體Z表示的平均反應速率為

0.05mol/（L．min）

．
（3）若X、Y、Z均為氣體，2min后反應達到平衡，反應達平衡時：
①此時體系的壓強是開始時的

0.9

倍；
②達平衡時，容器內混合氣體的平均相對分子質量比起始投料時

增大

（填“增大”“減小”或“相等”）．

Answer 1

分析：Ⅰ：（1）根據白磷和紅磷是不同的物質；
（2）根據白磷變?yōu)榧t磷釋放能量；根據物質能量的高低與其穩(wěn)定性的關系；
（3）根據化學反應中能量守恒，放出的能量=反應物的總能量-生成物的總能量，反應物的能量不同，生成物的能量相同，放出的能量也不同，
Ⅱ：（1）A、該反應是鐵與硫酸反應的離子方程式；
B、根據原電池自發(fā)進行的氧化還原反應寫出負極的電極反應；
C、根據原電池自發(fā)進行的氧化還原反應寫出正極的電極反應；
（2）根據B中Sn極是正極，氫離子放電；
（3）根據氫氣的體積計算硫酸的物質的量，根據溶液的體積計算物質的量濃度；根據溶液質量的變化等于進入和出去的物質的質量之差來判斷；
（4）電化學腐蝕的速率大于化學腐蝕的速率，金屬做原電池正極時得到保護．
Ⅲ：（1）判斷出反應物和生成物，根據物質的量變化之比等于化學劑量數之比確定反應的化學方程式；
（2）根據v=

△c

△t

計算反應速率；
（3）①在相同溫度下，氣體的物質的量之比等于壓強之比；
     ②根據容器內混合氣體的平均相對分子質量在數值上等于摩爾質量來判斷；

解答：解：Ⅰ：（1）因白磷和紅磷是不同的物質，白磷變?yōu)榧t磷是化學變化，故答案為：化學；
（2）因白磷變?yōu)榧t磷釋放能量，所以白磷具有的能量大于紅磷具有的能量，物質的能量越低，穩(wěn)定性越好，故答案為：＞；紅磷，
（3）因化學反應中能量守恒，放出的能量=反應物的總能量-生成物的總能量，反應物的能量大，生成物的能量相同，放出的能量也大，故答案為：＞，
Ⅱ：（1）A中是金屬鐵和硫酸能發(fā)生置換反應，原理方程式為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；B中Sn、Fe、硫酸構成的原電池，金屬鐵較活潑，做負極，電極反應為：Fe-2e-=Fe²⁺，C中Zn、Fe、硫酸構成的原電池，金屬鋅較活潑，做負極，金屬鐵作正極，該極發(fā)生的電極反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；Fe-2e-=Fe²⁺；2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）B中Sn（錫）極發(fā)生的電極反應為：2H⁺+2e-=H₂↑，所以氫離子濃度減小，酸性減弱，pH增大，故答案為：增大；
（3）電池總反應為：H₂SO₄+Fe=FeSO₄+H₂↑，n（H₂SO₄）=n（H₂）=

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，
  則：c（H₂SO₄）=

0.15mol

0.2L

=0.75mol/L，
  A中是金屬鐵和硫酸能發(fā)生置換反應，進入的是鐵，出去的是氫氣，質量增重是54，B中Sn、Fe、硫酸構成的原電池，進入的是鐵，出去的是氫氣，質量增重是54，C中Zn、Fe、硫酸構成的原電池，進入的是鋅，出去的是氫氣，質量增重是63，原來三個溶液的質量相等，而溶液質量的變化等于進入和出去的物質的質量之差，所以三個燒杯中液體質量由大到小的順序為：C＞A=B，
故答案為：0.75；C＞A=B；
（4）電化學腐蝕的速率大于化學腐蝕的速率，金屬做原電池正極時得到保護，腐蝕速率最小，故答案為：BAC．
Ⅲ．（1）由圖象可知，在反應中，X、Y的物質的量逐漸減小，Z的物質的量逐漸增大，則X、Y為反應物，Z為生成物，同時該反應為可逆反應，相同時間內物質的量的變化比值為：c（X）：c（Y）：c（Z）=（1.0-0.9）：（1.0-0.7）：0.2=1：3：2，化學反應中物質的量變化之比等于化學劑量數之比，則化學方程式為Y+3X?2Z，故答案為：Y+3X?2Z；
（2）反應開始至2min，氣體Z的平均反應速率v=

△c

△t

=

0.2mol  2L

2min

=0.05mol/（L．min），故答案為：0.05mol/（L．min）；
（3）①反應達平衡時，氣體的總物質的量為：0.9mol+0.7mol+0.2mol=1.8mol，起始時氣體的總物質的量為：1.0mol+1.0mol=2.0mol，在相同溫度下，氣體的物質的量之比等于壓強之比，反應達平衡時，此時容器內的壓強與起始壓強之比為1.8mol：2.0mol=9：10，故答案為：9：10，
     ②根據物質的摩爾質量M=

m

n

，反應前后氣體的質量不變，物質的量減少，所以混合氣體的摩爾質量增大，而容器內混合氣體的平均相對分子質量在數值上等于摩爾質量，所以平均相對分子質量也增大，故答案為：增大．

點評：本題主要考查了原電池的概念和工作原理知識、化學平衡的變化圖象，題目難度不大，可以根據所學知識進行回答，本題要注意化學方程式的確定方法，以及反應速率計算，把握好相關概念和公式的理解及運用．