Question

5．在研究物質(zhì)變化時，不但要著眼于物質(zhì)種類的變化，也要關(guān)注物質(zhì)狀態(tài)的變化．

（1）高溫下水分解體系中主要物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖1所示．下列說法正確的是C
A．圖中A、B表示的粒子依次是O和H
B．圖中A、B表示的粒子依次是H⁺和O^2-
C．圖中A、B重新生成水時的活化能等于0
D．圖中A、B重新生成水時的活化能大于0
（2）已知H₂的燃燒熱△H=-285.8kJ/mol，且H₂O的汽化熱為44.0kJ/mol．試寫出H₂燃燒生成水蒸氣的熱化學(xué)方程式H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol．
（3）在容積為2.0L的密閉容器內(nèi)，物質(zhì)D在T℃時發(fā)生反應(yīng)，其反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量隨時間t的變化關(guān)系如圖2，據(jù)圖回答下列問題：
①從反應(yīng)開始到第一次達(dá)到平衡時，用A物質(zhì)表示的平均反應(yīng)速率為0.067 mol/（L•min）（保留2位有效數(shù)字）
②第5min時，升高溫度，A、B、D的物質(zhì)的量變化如圖，則該反應(yīng)為吸熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
③若在第7min時增加D的物質(zhì)的量，其他條件不變，則A的物質(zhì)的量圖象變化正確的是b（用圖中a、b、c的編號回答）
（4）在100℃、200KPa的條件下，反應(yīng)aA（g）?bB（g）+cC（g）建立平衡后，在不加入任何物質(zhì)的條件下，逐步增大體系的壓強（維持溫度不變），如表列出的是不同壓強下反應(yīng)建立平衡時物質(zhì)B的濃度．根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，回答下列問題：

壓強（KPa）	200	500	1000
B的濃度（mol/L）	0.04	0.1	0.27

①比較大小：a= b+c（填“＞”、“＜”或“=”）
②壓強從500KPa增加到1000KPa時，平衡正向移動（填“正向”、“逆向”或“不移動”），其原因可能為壓強增大為原來的兩倍，B濃度的變化大于兩倍，說明C在增大壓強時變?yōu)榉菤怏w，平衡正向移動．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，水的分解化學(xué)鍵斷裂先生成H原子與O原子，氫原子結(jié)合生成氫氣，氧原子結(jié)合生成氧氣，由水的分子式可知氫原子物質(zhì)的量是氧原子2倍；根據(jù)是否斷裂化學(xué)鍵判斷其活化能；
（2）燃燒熱是1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出熱量，結(jié)合蓋斯定律計算生成氣態(tài)水蒸氣放出熱量，標(biāo)注書寫熱化學(xué)方程式；
（3）①根據(jù)V=$\frac{△c}{△t}$進行計算；
②根據(jù)溫度升高，D的物質(zhì)的量減少，A、B的物質(zhì)的量增大，平衡正向移動，而溫度升高，平衡向吸熱的方向移動；
③增加固體的物質(zhì)的量，濃度不變，平衡不移動；
（4）①壓強從 200kPa 增加到500kPa，增大了2.5倍，B的濃度從0.04mol/L增大到0.1mol/L，也增大了2.5倍，說明a=b+c，改變壓強平衡不移動；
②壓強增大的倍數(shù)為1000kPa/500kPa=2，B的濃度增大的倍數(shù)為0.27mol/L/0.1mol/L=2.7，濃度增大的倍數(shù)大于壓強增大的倍數(shù)，所以平衡向“正向”移動．

解答 解：（1）由圖可知，水的分解化學(xué)鍵斷裂先生成H原子與O原子，氫原子結(jié)合生成氫氣，氧原子結(jié)合生成氧氣，由水的分子式可知氫原子物質(zhì)的量是氧原子2倍，故A為氫原子、B為氧原子；氧原子和氫原子生成水時不需要斷裂化學(xué)鍵，所以其活化能=0，
故選C．
故答案為：C．
（2）①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol，②H₂O（l）=H₂O（g）△H=44KJ/mol
依據(jù)蓋斯定律①+②得到H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol，
故答案為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol；
（3）①從反應(yīng)開始到第一次達(dá)到平衡時，A物質(zhì)的平均反應(yīng)速率為$\frac{\frac{0.4mol}{2.0L}}{3min}$=0.067mol/L•min，
故答案為：0.067 mol/（L•min）；
②溫度升高，D的物質(zhì)的量減少，A、B的物質(zhì)的量增大，平衡正向移動，而溫度升高，平衡向吸熱的方向移動，說明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
故答案為：吸熱；
③D為固體，增加D的物質(zhì)的量，濃度不變，平衡不移動，故選：b；
故答案為：b；
（4）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，壓強從 200kPa增加到500kPa，增大了2.5倍，B的濃度從0.04mol/L增大到0.1mol/L，也增大了2.5倍，說明濃度增大的倍數(shù)和壓強增大的倍數(shù)相同，化學(xué)計量數(shù)滿足a=b+c，改變壓強化學(xué)平衡不移動，
故答案為：=；
②利用表中數(shù)據(jù)可知，壓強增大的倍數(shù)為1000kPa/500kPa=2，B的濃度增大的倍數(shù)為0.27mol/L/0.1mol/L=2.7，濃度增大的倍數(shù)大于壓強增大的倍數(shù)，說明加壓至1000kPa時，C物質(zhì)變成了非氣態(tài)物質(zhì)，所以增大壓強化學(xué)平衡向“正向”移動，
故答案為：正向，壓強增大為原來的兩倍，B濃度的變化大于兩倍，說明C在增大壓強時變?yōu)榉菤怏w，平衡正向移動；

點評 本題主要考查了化學(xué)平衡，平衡計算分析應(yīng)用，化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)以及活化能等知識，掌握化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是解題的關(guān)鍵，難度中等