Question

【題目】任何一個化學反應中都會伴隨能量變化和物質變化。

（1）下圖為氫氣和氧氣生成1mol水蒸氣時的能量變化情況。

生成1mol水蒸氣時，形成新化學鍵所釋放的總能量_____斷開舊化學鍵所吸收的總能量(填“大于”“小于”或“等于”)，因此水的分解反應為________(填“吸熱”或“放熱”)反應。

（2）隨著科學技術的發展和社會進步，各種各樣的電器不斷進入現代社會，化學電源大大豐富和方便了我們的生活、學習和工作。原電池中發生的化學反應屬于______。鎂鋁原電池，電解質用稀硫酸，則其負極的電極反應式為______；電解質用氫氧化鈉溶液，電池工作時，溶液中的OH-移向_____極(“鎂”或“鋁”)。

（3）在三個容器均為2L的密閉容器中發生反應：2HI(g) H2(g)+I2(g)，已知H2(g)和I2(g)的起始物質的量均為0，HI(g)的物質的量(mol)隨反應時間(min)的變化情況如下表所示，表中溫度的單位為攝氏度(℃)。

①實驗1和實驗2中，有一個實驗使用了催化劑，則使用了催化劑的是實驗_____(填“1”或“2”)。

②實驗1中，20min～30min間生成I2(g)的平均反應速率為_____，實驗3的反應達到化學反應限度時H2(g)物質的量的百分數為_______。

③下列物理量不再變化時，能判斷實驗3中反應達到化學反應限度的是__________。

A.混合氣體顏色 B.混合氣體密度 C.混合氣體總壓強

Answer 1

【答案】 大于 吸熱 (自發的)氧化還原反應 Mg-2e-=Mg2+ 鋁 2 0.0025mol/(L·min) 0.40或40% A

【解析】（1）根據示意圖可知生成1mol水蒸氣時放熱，因此形成新化學鍵所釋放的總能量大于斷開舊化學鍵所吸收的總能量，因此水的分解反應為吸熱反應。（2）原電池中發生的化學反應屬于(自發的)氧化還原反應。鎂鋁原電池，電解質用稀硫酸，鎂的金屬性強于鋁，鎂是負極，則其負極的電極反應式為Mg-2e-=Mg2+；電解質用氫氧化鈉溶液，鋁能與氫氧化鈉溶液反應，因此電池工作時鋁是負極，溶液中的OH-移向鋁極。（3）①根據表中數據可知實驗2中達到平衡的時間少，說明使用了催化劑。②實驗1中，20min～30min間內消耗HI是0.67mol－0.57mol＝0.1mol，則生成碘是0.05mol，濃度是0.05mol÷2L＝0.025mol/L，則生成I2(g)的平均反應速率為0.025mol/L÷10min＝0.0025mol/(L·min)；實驗3的反應達到化學反應限度時HI是0.2mol，消耗HI是0.8mol，則生成H2(g)物質的量為0.4mol，反應前后體積不變，則氫氣的百分數為0.4mol/1mol×100%＝40%。③A.混合氣體顏色即說明碘的濃度不再發生變化，反應達到平衡狀態，A正確；B.密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，混合氣體密度始終不變，B錯誤；C.混合氣的總的物質的量不變，壓強始終不變，C錯誤。答案選A。