题目内容

12.从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应具有重要意义.
(1)已知反应2H2+O2=H2O为放热反应,如图能正确表示该反应中能量变化的是A.

从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化.
化学键H-HO=OH-O
键能kJ/mol436496463
化学键的键能如表:则生成1mol水可以放出热量242kJ
(2)原电池可将化学能转化为电能.将质量相同的铜棒和锌棒用导线连接后插入CuSO4溶液中,设计成原电池,负极材料是Zn,正极的反应式为Cu2++2e-=Cu,电解质溶液中SO42- 移向负极(填“正”或“负”).一段时间后,取出洗净、干燥、称量,二者质量差为12.9g.则导线中通过的电子的物质的量是0.2mol.
(3)一定温度下,将3molA气体和1mol B气体通入一容积固定为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)?xC(g),反应1min时测得剩余1.8molA,C的浓度为0.4mol/L,则1min内,B的平均反应速率为0.2mol/(L•min);X为2.若反应经2min达到平衡,平衡时C的浓度小于0.8mol/L(填“大于,小于或等于”).

分析 (1)氢气和氧气燃烧生成水是放热反应,反应物能量比生成物高;△H=反应物键能和-生成物键能和;
(2)原电池是将化学能转变为电能的装置,将质量相同的铜棒和锌棒用导线连接后插入CuSO4溶液中,设计成原电池,锌较活泼,为负极,被氧化,铜为正极,正极上发生还原反应析出铜,负极反应掉的Zn和正极析出的Cu共12.9g,以此来解答;
(3)根据方程式计算参加反应的B的物质的量,根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$,计算v(B);利用物质的量之比等于化学计量数之比计算x的值;根据随着反应的进行反应物的浓度减少,反应速率减慢,据此判断.

解答 解:(1)由图可知,A中反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应,
断裂2molH2中的化学键吸收2×436kJ热量,断裂1molO2中的化学键吸收496kJ热量,共吸收2×436+496=1368kJ热量,形成4molH-O键释放4×463kJ=1852kJ热量,2mol H2在氧气中燃烧生成2mol水的反应热△H=反应物中键能之和-生成物中键能之和=1368-1852kJ/mol=-484kJ/mol,即 H2在氧气中燃烧生成1mol水放出的热量为242kJ,故答案为:A;  242;
(2)锌较活泼,为负极,被氧化,铜为正极,正极上发生还原反应析出铜,正极反应式为Cu2++2e-=Cu,原电池工作时,阴离子向负极移动,
1molZn失2mol电子,1mol铜离子得2mol电子,设转移电子物质的量为xmol,则:$\frac{x}{2}$mol×65g/mol+$\frac{x}{2}$mol×64g/mol=12.9g,x=0.2mol,
故答案为:Zn;Cu2++2e-=Cu;负;  0.2;
(3)反应1min时测得剩余1.8molA,C的浓度为0.4mol/L,参加反应的A的物质的量为3mol-1.8mol=1.2mol,由方程式可知,参加反应的B为1.2mol×$\frac{1}{3}$=0.4mol,则1min内,B的平均反应速率为$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{1min}$=0.2mol/(L.min);
生成的C为0.4mol/L×2L=0.8mol,故1.2mol:0.8mol=3:x,解得x=2;
随着反应的进行,反应速率逐渐减小,若反应经2min达到平衡,后1min的平均速率小于前1min的平均速率,前1min内C的浓度变化为0.4mol/L,则后1min内C的浓度变化小于0.4mol/L,故平衡时C的浓度小于0.8mol/L,
故答案为:0.2mol/(L•min); 2;  小于.

点评 本题考查较为综合,为高考常见题型,题目涉及反应热与焓变、化学平衡的计算、影响反应速率的因素以及原电池等知识,侧重于学生的分析、计算能力的考查,题目难度不大.

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