Question

6．任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中都會(huì)伴隨能量變化和物質(zhì)變化．
（1）氫氣和氧氣生成1mol水蒸氣時(shí)的能量變化情況如圖1所示
生成1mol水蒸氣時(shí)，斷開(kāi)舊化學(xué)鍵所吸收的總能量小于（填“大于”、“小于”或“等于”）形成新化學(xué)鍵所釋放的總能量，因此水的分解反應(yīng)為吸熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（2）燃料電池是一種能量轉(zhuǎn)換效率高、對(duì)環(huán)境友好的化學(xué)電源，圖2為一種氫氧燃料電池的結(jié)構(gòu)裝置．①電極b為該燃料電池的正極（填“正”或“負(fù)”）
②電池工作時(shí)，溶液中的OH^-移向a極（填“a”或“b”）
③電池工作時(shí)，電子會(huì)在外電路中定向移動(dòng)．請(qǐng)?jiān)趫D2中標(biāo)出電子的移動(dòng)方向．a(chǎn)流向b 
（3）在三個(gè)容積均為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2HI（g）?H₂（g）+I₂（g），已知H₂（g）和I₂（g）的起始物質(zhì)的量均為0，HI（g）的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間和溫度的變化情況如表所示：

序號(hào)	溫度，物質(zhì)的量，時(shí)間	0	10	20	30	40	50
1	800	1.0	0.80	0.67	0.57	0.50	0.50
2	800	1.0	0.60	0.50	0.50	0.50	0.50
3	820	1.0	0.40	0.25	0.20	0.20	0.20

①實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2中使用了催化劑是實(shí)驗(yàn)2（填“1”或“2”）
②實(shí)驗(yàn)1中，0〜l0min內(nèi)生成H₂的平均反應(yīng)速率為0.005 mol•L^-1•min^-1，
實(shí)驗(yàn)3的反應(yīng)達(dá)到化學(xué)反應(yīng)限度時(shí)，I₂（g）的體積分?jǐn)?shù)為40%．
③下列物質(zhì)量不再變化時(shí)，能說(shuō)明實(shí)給3中反應(yīng)達(dá)到化學(xué)反應(yīng)限度的是B
 A．混合氣體總壓強(qiáng)       B．混合氣體顏色色不再變化     C．混合氣體密度．

Answer 1

分析 （1）由圖1氫氣和氧氣生成1mol水蒸氣斷開(kāi)舊化學(xué)鍵所吸收的總能量為436+249=685KJ，形成新化學(xué)鍵所釋放的總能量為930KJ，據(jù)此分析；
（2）燃料電池燃料為負(fù)極，氧氣為正極，工作時(shí)陰離子移向負(fù)極，電子由負(fù)極流向正極，據(jù)此分析；
（3）①根據(jù)使用了催化劑反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡時(shí)間短判斷；
②實(shí)驗(yàn)1中，根據(jù)V=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算0〜l0min內(nèi)生成HI的平均反應(yīng)速率，再根據(jù)速率之比等于系數(shù)之比計(jì)算H₂的平均反應(yīng)速率；
根據(jù)平衡時(shí)I₂（g）的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{n（I{\;}_{2}）}{n（總）}$×100%計(jì)算；
③可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)物質(zhì)的量不變、物質(zhì)的量濃度不變、百分含量不變以及由此引起的物理量不變，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）由圖1氫氣和氧氣生成1mol水蒸氣斷開(kāi)舊化學(xué)鍵所吸收的總能量為436+249=685KJ，形成新化學(xué)鍵所釋放的總能量為930KJ，所以斷開(kāi)舊化學(xué)鍵所吸收的總能量小于形成新化學(xué)鍵所釋放的總能量，即氫氣和氧氣生成1mol水蒸氣放熱，因此水的分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故答案為：小于；吸熱；
（2）燃料電池燃料為負(fù)極，氧氣為正極，所以a氫氣為負(fù)極，b氧氣為正極，
①所以電極b為該燃料電池的正極，故答案為：正；
②工作時(shí)陰離子移向負(fù)極，所以溶液中的OH^-移向a極，故答案為：a；
③電子由負(fù)極a流向正極b，故答案為：a流向b；
（3）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2中數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)2達(dá)到平衡時(shí)間短，反應(yīng)速率快，所以使用了催化劑，故答案為：2；
②實(shí)驗(yàn)1中，0〜l0min內(nèi)HI的平均反應(yīng)速率V=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{1.0-0.8}{2}}{10}$=0.01mol/（L•min），又速率之比等于系數(shù)之比，則H₂的平均反應(yīng)速率=$\frac{1}{2}$×0.01mol/（L•min）=0.005mol/（L•min），實(shí)驗(yàn)3達(dá)平衡時(shí)HI剩余0.2mol，則分解了0.8mol，生成氫氣和碘都是0.4mol，所以平衡時(shí)I₂（g）的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{n（I{\;}_{2}）}{n（總）}$×100%=$\frac{0.4}{1}$×100%=40%；故答案為：0.005；40%；
③A．因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)前后系數(shù)相等，則壓強(qiáng)一直不變，所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B．混合氣體顏色色不再變化，則I₂的濃度不再發(fā)生變化時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．因?yàn)榉磻?yīng)前后總質(zhì)量不變，又體積不變，所以密度一直不變，則不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)與能量、燃料電池以及化學(xué)平衡的計(jì)算與化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，題目難度不大，抓住基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵．