Question

【題目】I．已知在 1×105 Pa、298 K 時(shí)斷裂 1 mol H—H 鍵吸收的能量為 436 kJ，斷裂 1 mol N—H 鍵吸收的能量為391 kJ，斷裂 1 mol N≡N 鍵吸收的能量是 945 kJ。

(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷工業(yè)合成氨的反應(yīng) 是_____(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

(2)在 298 K 時(shí)，取 1 mol N2 和 3 mol H2 放入一密閉容器中，加入催化劑進(jìn)行反應(yīng)。理論上完全反應(yīng)放出或吸收的熱量為Q1，則 Q1 為_____kJ。

(3)實(shí)際生產(chǎn)中，放出或吸收的熱量為 Q2，Q1 與Q2 的大小關(guān)系為_____

A．Q1<Q2 B． Q1>Q2 C．Q1＝Q2

Ⅱ．微生物燃料電池是一種利用微生物將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。已知某種甲醇微生物燃料電池中，電解質(zhì)溶液呈酸性，示意圖如圖：

(1)該電池中外電路電子的流動(dòng)方向?yàn)?/span>_____(填“從A 到B”或“從B 到A”)。

(2) B 電極附近氧氣發(fā)生的電極反應(yīng)為_____。

III．某可逆反應(yīng)在體積為 2 L 的密閉容器中進(jìn)行，0～3 分鐘各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化情況如圖所示(A、C 均為氣體，B 為固體)

(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。

(2)下列說法正確的是_____。

A. 2min 內(nèi) A 表示的反應(yīng)速率為 0.5mol·L-1·min-1

B. 增加B 的物質(zhì)的量，可使反應(yīng)速率加快

C. 當(dāng)容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

D. 當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

Answer 1

【答案】放熱 93 B 從A 到B O2+4H++4e-=2H2O 2A(g)+B(s)2C(g) AC

【解析】

I．假設(shè)1 mol N2 和完全反應(yīng)生成 3 mol H2完全反應(yīng)生成 2molNH3，則反應(yīng)時(shí)斷裂化學(xué)鍵需要吸收的能量為945 kJ+3×436 kJ=2253 kJ，形成化學(xué)鍵放出的能量為6×391 kJ=2346 kJ。

(1)根據(jù)計(jì)算可知，反應(yīng)時(shí)放出能量大于吸收能量，所以是放熱反應(yīng)；

(2)理論上完全反應(yīng)時(shí)放出熱量Q1=2346 kJ-2253 kJ=93 kJ；

(3)實(shí)際生產(chǎn)中，由于反應(yīng)為可逆反應(yīng)，1 mol N2 和3 mol H2是不可能完全反應(yīng)的，所以放出能量要少，即Q1>Q2；

Ⅱ．電池工作時(shí)氧氣生成水，氧元素的化合價(jià)降低，氧氣得到電子，所以B電極為正極，甲醇化合價(jià)升高，失去電子，A電極為負(fù)極。

(1)電池中外電路電子從負(fù)極流向正極，所以電子流動(dòng)方向?yàn)閺?/span>A 到B；

(2) B電極附近氧氣得到電子結(jié)合氫離子生成水，發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4H++4e-=2H2O；

III．(1)根據(jù)圖示，2分鐘時(shí)A物質(zhì)減少2mol，B減少1mol，C增加2mol，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A(g)+B(s)2C(g)；

(2) A. 2min 內(nèi) A 表示的反應(yīng)速率為= 0.5mol·L-1·min-1，A正確；

B. 增加B的物質(zhì)的量，由于B為固體，濃度不發(fā)生變化，所以反應(yīng)速率不變，B錯(cuò)誤；

C. 由于B為固體，當(dāng)未達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)氣體的質(zhì)量可以變化，由于體積固定，所以密度是可變量，所以當(dāng)容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變時(shí)，氣體的質(zhì)量保持不變，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C正確；

D. 根據(jù)反應(yīng)2A(g)+B(s)2C(g)，B為固體，容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量始終保持不變，即壓強(qiáng)也始終不變，所以當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變時(shí)，不能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤；

正確的是AC。