Question

化學(xué)反應(yīng)與能量有比不可分的關(guān)系，回答下列問題．
Ⅰ：已知31g白磷變?yōu)?1g紅磷釋放能量．試回答：
（1）上述變化屬于______（填“物理”或“化學(xué)”）變化．
（2）31g白磷具有的能量_______（“＞”或“＜”）31g紅磷具有的能量，常溫常壓下，______更穩(wěn)定．
（3）31g白磷完全燃燒釋放的能量_______（“＞”或“＜”）31g紅磷完全燃燒釋放的能量．
Ⅱ：A、B、C三個(gè)燒杯中分別盛有200mL相同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸

（1）分別寫出三個(gè)裝置中鐵片表面發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：
A______；B______；C______．
（2）一段時(shí)間后，B中Sn極附近溶液的pH______（填“增大”、“減小”、“不變”）．
（3）一段時(shí)間后，C中產(chǎn)生了3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體時(shí)，硫酸恰好全部被消耗，則原稀硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度=______mol?L^-1．此時(shí)，三個(gè)燒杯中液體質(zhì)量由大到小的順序?yàn)椋篲_____（填寫序號(hào)）．
（4）比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是______（填寫序號(hào)）．
Ⅲ：某溫度時(shí)，在一個(gè)2L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)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______．
（2）反應(yīng)開始至2min，以氣體Z表示的平均反應(yīng)速率為______．
（3）若X、Y、Z均為氣體，2min后反應(yīng)達(dá)到平衡，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)：
①此時(shí)體系的壓強(qiáng)是開始時(shí)的______倍；
②達(dá)平衡時(shí)，容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量比起始投料時(shí)______（填“增大”“減小”或“相等”）．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ：（1）根據(jù)白磷和紅磷是不同的物質(zhì)；
（2）根據(jù)白磷變?yōu)榧t磷釋放能量；根據(jù)物質(zhì)能量的高低與其穩(wěn)定性的關(guān)系；
（3）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中能量守恒，放出的能量=反應(yīng)物的總能量-生成物的總能量，反應(yīng)物的能量不同，生成物的能量相同，放出的能量也不同，
Ⅱ：（1）A、該反應(yīng)是鐵與硫酸反應(yīng)的離子方程式；
B、根據(jù)原電池自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)寫出負(fù)極的電極反應(yīng)；
C、根據(jù)原電池自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)寫出正極的電極反應(yīng)；
（2）根據(jù)B中Sn極是正極，氫離子放電；
（3）根據(jù)氫氣的體積計(jì)算硫酸的物質(zhì)的量，根據(jù)溶液的體積計(jì)算物質(zhì)的量濃度；根據(jù)溶液質(zhì)量的變化等于進(jìn)入和出去的物質(zhì)的質(zhì)量之差來判斷；
（4）電化學(xué)腐蝕的速率大于化學(xué)腐蝕的速率，金屬做原電池正極時(shí)得到保護(hù)．
Ⅲ：（1）判斷出反應(yīng)物和生成物，根據(jù)物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)劑量數(shù)之比確定反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)v=計(jì)算反應(yīng)速率；
（3）①在相同溫度下，氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比；
     ②根據(jù)容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量在數(shù)值上等于摩爾質(zhì)量來判斷；
解答：解：Ⅰ：（1）因白磷和紅磷是不同的物質(zhì)，白磷變?yōu)榧t磷是化學(xué)變化，故答案為：化學(xué)；
（2）因白磷變?yōu)榧t磷釋放能量，所以白磷具有的能量大于紅磷具有的能量，物質(zhì)的能量越低，穩(wěn)定性越好，故答案為：＞；紅磷，
（3）因化學(xué)反應(yīng)中能量守恒，放出的能量=反應(yīng)物的總能量-生成物的總能量，反應(yīng)物的能量大，生成物的能量相同，放出的能量也大，故答案為：＞，
Ⅱ：（1）A中是金屬鐵和硫酸能發(fā)生置換反應(yīng)，原理方程式為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；B中Sn、Fe、硫酸構(gòu)成的原電池，金屬鐵較活潑，做負(fù)極，電極反應(yīng)為：Fe-2e-=Fe²⁺，C中Zn、Fe、硫酸構(gòu)成的原電池，金屬鋅較活潑，做負(fù)極，金屬鐵作正極，該極發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；Fe-2e-=Fe²⁺；2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）B中Sn（錫）極發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H⁺+2e-=H₂↑，所以氫離子濃度減小，酸性減弱，pH增大，故答案為：增大；
（3）電池總反應(yīng)為：H₂SO₄+Fe=FeSO₄+H₂↑，n（H₂SO₄）=n（H₂）==0.15mol，
  則：c（H₂SO₄）==0.75mol/L，
  A中是金屬鐵和硫酸能發(fā)生置換反應(yīng)，進(jìn)入的是鐵，出去的是氫氣，質(zhì)量增重是54，B中Sn、Fe、硫酸構(gòu)成的原電池，進(jìn)入的是鐵，出去的是氫氣，質(zhì)量增重是54，C中Zn、Fe、硫酸構(gòu)成的原電池，進(jìn)入的是鋅，出去的是氫氣，質(zhì)量增重是63，原來三個(gè)溶液的質(zhì)量相等，而溶液質(zhì)量的變化等于進(jìn)入和出去的物質(zhì)的質(zhì)量之差，所以三個(gè)燒杯中液體質(zhì)量由大到小的順序?yàn)椋篊＞A=B，
故答案為：0.75；C＞A=B；
（4）電化學(xué)腐蝕的速率大于化學(xué)腐蝕的速率，金屬做原電池正極時(shí)得到保護(hù)，腐蝕速率最小，故答案為：BAC．
Ⅲ．（1）由圖象可知，在反應(yīng)中，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，同時(shí)該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，相同時(shí)間內(nèi)物質(zhì)的量的變化比值為：c（X）：c（Y）：c（Z）=（1.0-0.9）：（1.0-0.7）：0.2=1：3：2，化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)劑量數(shù)之比，則化學(xué)方程式為Y+3X?2Z，故答案為：Y+3X?2Z；
（2）反應(yīng)開始至2min，氣體Z的平均反應(yīng)速率v===0.05mol/（L．min），故答案為：0.05mol/（L．min）；
（3）①反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，氣體的總物質(zhì)的量為：0.9mol+0.7mol+0.2mol=1.8mol，起始時(shí)氣體的總物質(zhì)的量為：1.0mol+1.0mol=2.0mol，在相同溫度下，氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，此時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為1.8mol：2.0mol=9：10，故答案為：9：10，
     ②根據(jù)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量M=，反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變，物質(zhì)的量減少，所以混合氣體的摩爾質(zhì)量增大，而容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量在數(shù)值上等于摩爾質(zhì)量，所以平均相對分子質(zhì)量也增大，故答案為：增大．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了原電池的概念和工作原理知識(shí)、化學(xué)平衡的變化圖象，題目難度不大，可以根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行回答，本題要注意化學(xué)方程式的確定方法，以及反應(yīng)速率計(jì)算，把握好相關(guān)概念和公式的理解及運(yùn)用．