Question

【題目】化學(xué)反應(yīng)速率、限度及能量與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。

(1)氮是動(dòng)植物生長(zhǎng)不可缺少的元素，合成氨的反應(yīng)對(duì)人類解決糧食問(wèn)題貢獻(xiàn)巨大，反應(yīng)如下：N2+3H22NH3。合成氨反應(yīng)中的能量變化如圖所示，該反應(yīng)中，反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的總能量___(填“大于”或“小于”)生成物化學(xué)鍵形成放出的總能量。

(2)小王同學(xué)為了探究鋅與鹽酸反應(yīng)過(guò)程中的速率變化，他在200mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉，用排水集氣法收集反應(yīng)放出的氫氣，實(shí)驗(yàn)記錄如下(累計(jì)值)：

時(shí)間(min)	1	2	3	4	5
氫氣體積(mL)(標(biāo)準(zhǔn)狀況)	50	190	414	526	570

①求2~4分鐘時(shí)間段以鹽酸的濃度變化來(lái)表示的該反應(yīng)速率___。(設(shè)溶液體積不變)

②小蔣同學(xué)認(rèn)為在鹽酸溶液中滴入少量的CuSO4溶液可以加快反應(yīng)的速率，請(qǐng)從電化學(xué)的角度給子構(gòu)成的原電池中負(fù)極反應(yīng)式為___；溶液中H+移向___極(填“正“或“負(fù)")。

(3)某溫度下在4L恒容密閉容器中，3種氣態(tài)物質(zhì)X、Y、Z的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化曲線如圖。

①寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式___。

②在5min時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，下列可作為判斷反應(yīng)已達(dá)到該狀態(tài)的是___。

A.X、Y、Z的濃度相等

B.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變

C.X、Y的反應(yīng)速率比為3：1

D.生成1molY的同時(shí)生成2molZ

③該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為___。

Answer 1

【答案】小于 0.075mol·L-1·min-1 Zn-2e-=Zn2+ 正 3X+Y2Z BD 60%

【解析】

根據(jù)圖像判斷反應(yīng)放熱還是吸熱，進(jìn)而判斷斷鍵吸收的能量和成鍵放出的能量大小關(guān)系，根據(jù)公式計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率，根據(jù)原電池原理書寫電極反應(yīng)式并判斷離子移向，結(jié)合圖示信息得出反應(yīng)物、生成物，并由化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量書寫化學(xué)方程式，判斷條件是否為變量從而判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡。

(1)由合成氨反應(yīng)中的能量變化圖可知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的總能量小于生成物化學(xué)鍵形成放出的總能量；

(2)①鋅與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑，由表格數(shù)據(jù)可知2~4分鐘時(shí)間段內(nèi)氫氣的變化量為526mL-190mL=336mL=0.336L，則，所以，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可得；

②在鹽酸溶液中滴入少量的CuSO4溶液，可形成銅鋅原電池，其中鋅作負(fù)極失去電子，電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+，原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即溶液中H+向正極移動(dòng)；

(3)①根據(jù)圖像可知，X、Y為反應(yīng)物，Z為生成物，且轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量之比為3：1：2，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X+Y2Z；

②A. 在5min時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，此時(shí)X、Y、Z的濃度不相等，因此X、Y、Z濃度相等，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，A不選；

B．該反應(yīng)為前后氣體體積變化的反應(yīng)，壓強(qiáng)不變時(shí)，可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，B選；

C．無(wú)論是否達(dá)到平衡，化學(xué)反應(yīng)速率之比始終等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以X、Y的反應(yīng)速率比為3：1不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，C不選；

D．生成1molY的同時(shí)生成2molZ，正逆反應(yīng)速率相等，可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，D選；

故答案選BD；

③由圖像可知，5min達(dá)到平衡時(shí)X轉(zhuǎn)化了0.6mol，則X的轉(zhuǎn)化率=。