Question

【題目】從能量的變化和反應(yīng)的快慢等角度研究化學(xué)反應(yīng)具有重要意義。

(1)已知一定條件下，反應(yīng)N2+3H2=2NH3為放熱反應(yīng)：

①下圖能正確表示該反應(yīng)中能量變化的是____；

②根據(jù)下表數(shù)據(jù)，計(jì)算生成1 molNH3時(shí)該反應(yīng)放出的熱量為____kJ；

③一定溫度下，將3 molH2和1 molN2通入容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，5 min達(dá)到平衡，測(cè)得c(NH3)=0.6 mol／L，則0至5 min時(shí)v(N2)=___，達(dá)到平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為____。

(2)某興趣小組為研究原電池原理，設(shè)計(jì)如圖裝置。

①a和b用導(dǎo)線連接，Cu極為原電池____極（填“正”或“負(fù)”），電極反應(yīng)式是____；Al極發(fā)生____（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為____，溶液中SO42-移向____（填“Cu”或“Al”極）。溶液pH____（填增大或減小）；當(dāng)負(fù)極金屬溶解5.4g時(shí)，____NA電子通過導(dǎo)線。

②不將a、b連接，請(qǐng)問如何加快Al與稀硫酸的反應(yīng)速率？_______________

Answer 1

【答案】 A 46 0.06mol/(L·min) 60％ 正 2H++2e-=H2↑ 氧化 Al-3e-=Al3+ Al 增大 0.6 往溶液里滴入少量硫酸銅溶液；或?qū)�銅棒直接靠在鋁棒上

【解析】（1）①根據(jù)反應(yīng)放熱判斷；

②根據(jù)ΔH＝反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂吸收的能量－生成物的化學(xué)鍵形成釋放的能量計(jì)算；

③根據(jù)反應(yīng)速率之比是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算；根據(jù)氫氣的消耗量和起始量計(jì)算轉(zhuǎn)化率；

（2）①原電池中較活潑的金屬是負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，據(jù)此判斷。

②根據(jù)原電池可以加快反應(yīng)速率分析。

（1）①由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，A符合；

②根據(jù)鍵能可知該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H＝（3×436+956－2×3×391）kJ/mol＝－92kJ/mol，所以生成1 molNH3時(shí)該反應(yīng)放出的熱量為46kJ；

③一定溫度下，將3 molH2和1 molN2通入容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，5 min達(dá)到平衡，測(cè)得c(NH3)=0.6 mol／L，則用氨氣表示的反應(yīng)速率是0.6mol/L÷5min＝0.12 mol/(L·min)。又因?yàn)榉磻?yīng)速率之比是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則0至5 min時(shí)v(N2)= 0.12 mol/(L·min)÷2＝0.06mol/(L·min)；達(dá)到平衡時(shí)生成氨氣是0.6mol/L×2L＝1.2mol，根據(jù)方程式可知消耗氫氣是1.8mol，則H2的轉(zhuǎn)化率為1.8mol/3mol×100%＝60%。

（2）①a和b用導(dǎo)線連接構(gòu)成原電池，鋁的金屬性強(qiáng)于銅，則Cu極為原電池正極，溶液中的氫離子放電，電極反應(yīng)式是2H++2e-=H2↑；Al極是負(fù)極，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Al-3e-=Al3+，溶液中SO42-移向負(fù)極，即向Al電極移動(dòng)；由于正極氫離子放電，則溶液pH增大；當(dāng)負(fù)極金屬溶解5.4g時(shí)，即消耗金屬鋁是5.4g÷27g/mol＝0.2mol，則有0.6NA電子通過導(dǎo)線。

②如果不將a、b連接，要加快Al與稀硫酸的反應(yīng)速率，根據(jù)原電池的工作原理可知可以采取的措施是往溶液里滴入少量硫酸銅溶液或?qū)�銅棒直接靠在鋁棒上。