Question

20．從能量的變化和反應(yīng)的快慢等角度研究反應(yīng)：2H₂+O₂═2H₂O
（1）要加快正反應(yīng)速率，不能采取的措施有ABC（填序號，下同）．
A．使用催化劑B．提高氧氣的濃度
C．提高反應(yīng)的溫度D．降低反應(yīng)的溫度
（2）圖1能正確表示上述反應(yīng)中能量變化的是A．

（3）氫氧燃料電池的總反應(yīng)方程式為2H₂+O₂═2H₂O．若電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極材料為疏松多孔石墨棒；其中，氫氣在負（填“正”或“負”）極發(fā)生氧化反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）．電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，消耗標準狀況下H₂的體積是2.24L．
（4）某溫度時，在一個2L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)填空：
①該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X+Y?2Z．
②反應(yīng)開始至2min，以氣體Z表示的平均反應(yīng)速率為0.05mol/（L•min）．
③若X、Y、Z均為氣體，2min后反應(yīng)達到平衡，反應(yīng)達平衡時：此時體系的壓強是開始時的0.9倍；達平衡時，容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量比起始投料時增大（填“增大”“減小”或“相等”）．

Answer 1

分析 （1）增大反應(yīng)物濃度、使用催化劑、升高溫度等均可加快反應(yīng)速率；
（2）放熱反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量；
（3）H元素的化合價升高，則氫氣在負極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)中消耗2molH₂轉(zhuǎn)移4mol電子，以此解答；
（4）①根據(jù)曲線的變化趨勢判斷反應(yīng)物和生成物，根據(jù)物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)計量數(shù)之比書寫方程式；
②根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算反應(yīng)速率；
③在相同溫度下，氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強之比；根據(jù)摩爾質(zhì)量M=$\frac{m}{n}$判斷．

解答 解：（1）A．使用催化劑，加快反應(yīng)速率，故A選；
B．適當提高氧氣的濃度，反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率加快，故B選
C．適當提高反應(yīng)的溫度，反應(yīng)速率加快，故C選；
D．適當降低反應(yīng)的溫度，反應(yīng)速率減慢，故D不選；
故答案為：ABC；
（2）由圖可知，A中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，為放熱反應(yīng)，
故答案為：A；
（3）H元素的化合價升高，則氫氣在負極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)中消耗2molH₂轉(zhuǎn)移4mol電子，則電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，標準狀況下消耗H₂的體積是0.1mol×22.4L/mol=2.24L，
故答案為：負；氧化；2.24；
（4）①由圖象可以看出，X、Y的物質(zhì)的量逐漸減小，Z的物質(zhì)的量逐漸增大，則X、Y為反應(yīng)物，Z為生成物，2min后，X、Y的物質(zhì)的量為定值且不為零，為可逆反應(yīng)，相同時間內(nèi)物質(zhì)的量的變化比值為：△n（X）：△n（Y）：△n（Z）=（1.0-0.7）mol：（1.0-0.9）mol：0.2mol=3：1：2，則化學(xué)方程式為3X+Y?2Z，
故答案為：3X+Y?2Z；
②反應(yīng)開始至2min，氣體Z的平均反應(yīng)速率為v=$\frac{0.2mol}{\frac{2L}{2min}}$=0.05mol/（L•min），
故答案為：0.05mol/（L•min）；
③反應(yīng)達平衡時，氣體的總物質(zhì)的量為：0.9mol+0.7mol+0.2mol=1.8mol，
起始時氣體的總物質(zhì)的量為：1.0mol+1.0mol=2.0mol，
反應(yīng)達平衡時，此時容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為1.8mol：2.0mol=9：10，此時體系的壓強是開始時的 0.9倍
平衡時，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為$\overline{M}$=$\frac{m總}{n總}$，氣體的總質(zhì)量不變，總物質(zhì)的量減少，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大，
故答案為：0.9；增大．

點評 本題考查較綜合，涉及化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素、化學(xué)鍵及反應(yīng)中能量變化、原電池、化學(xué)平衡的變化圖象等，為高頻考點，側(cè)重化學(xué)反應(yīng)原理的考查，注意化學(xué)方程式的確定方法，以及反應(yīng)速率計算，把握好相關(guān)概念和公式的理解及運用，題目難度不大．