Question

化學反應與能量有比不可分的關系，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

化學

（填“物理”或“化學”）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，

紅磷

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三個燒杯中分別盛有200mL相同物質的量濃度的稀硫酸

（1）分別寫出三個裝置中鐵片表面發(fā)生反應的離子方程式：
A

Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑

；B

Fe-2e^-═Fe²⁺

；C

2H⁺+2e^-═H₂↑

．
（2）一段時間后，B中Sn極附近溶液的pH

pH增大

（填“增大”、“減小”、“不變”）．
（3）一段時間后，C中產(chǎn)生了3.36L（標準狀況）氣體時，硫酸恰好全部被消耗，則原稀硫酸溶液的物質的量濃度=

0.75

mol?L^-1．此時，三個燒杯中液體質量由大到小的順序為：

C＞A=B

（填寫序號）．
（4）比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是

BAC

（填寫序號）．
Ⅲ：某溫度時，在一個2L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質的物質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）該反應的化學方程式為

3X+Y2Z

．
（2）反應開始至2min，以氣體Z表示的平均反應速率為

0.05mol/（L．min）

．
（3）若X、Y、Z均為氣體，2min后反應達到平衡，反應達平衡時：
①此時體系的壓強是開始時的

0.9

倍；
②達平衡時，容器內混合氣體的平均相對分子質量比起始投料時

增大

（填“增大”“減小”或“相等”）．

Answer 1

分析：Ⅰ：（1）根據(jù)白磷和紅磷是不同的物質；
（2）根據(jù)白磷變?yōu)榧t磷釋放能量；根據(jù)物質能量的高低與其穩(wěn)定性的關系；
（3）根據(jù)化學反應中能量守恒，放出的能量=反應物的總能量-生成物的總能量，反應物的能量不同，生成物的能量相同，放出的能量也不同，
Ⅱ：（1）A、該反應是鐵與硫酸反應的離子方程式；
B、根據(jù)原電池自發(fā)進行的氧化還原反應寫出負極的電極反應；
C、根據(jù)原電池自發(fā)進行的氧化還原反應寫出正極的電極反應；
（2）根據(jù)B中Sn極是正極，氫離子放電；
（3）根據(jù)氫氣的體積計算硫酸的物質的量，根據(jù)溶液的體積計算物質的量濃度；根據(jù)溶液質量的變化等于進入和出去的物質的質量之差來判斷；
（4）電化學腐蝕的速率大于化學腐蝕的速率，金屬做原電池正極時得到保護．
Ⅲ：（1）判斷出反應物和生成物，根據(jù)物質的量變化之比等于化學劑量數(shù)之比確定反應的化學方程式；
（2）根據(jù)v=

△c

△t

計算反應速率；
（3）①在相同溫度下，氣體的物質的量之比等于壓強之比；
     ②根據(jù)容器內混合氣體的平均相對分子質量在數(shù)值上等于摩爾質量來判斷；

解答：解：Ⅰ：（1）因白磷和紅磷是不同的物質，白磷變?yōu)榧t磷是化學變化，故答案為：化學；
（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，物質的能量越低，穩(wěn)定性越好，故答案為：＞；紅磷，
（3）因化學反應中能量守恒，放出的能量=反應物的總能量-生成物的總能量，反應物的能量大，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，原理方程式為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；B中Sn、Fe、硫酸構成的原電池，金屬鐵較活潑，做負極，電極反應為：Fe-2e-=Fe²⁺，C中Zn、Fe、硫酸構成的原電池，金屬鋅較活潑，做負極，金屬鐵作正極，該極發(fā)生的電極反應為：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）電池總反應為：H₂SO₄+Fe=FeSO₄+H₂↑，n（H₂SO₄）=n（H₂）=

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，
  則：c（H₂SO₄）=

0.15mol

0.2L

=0.75mol/L，
  A中是金屬鐵和硫酸能發(fā)生置換反應，進入的是鐵，出去的是氫氣，質量增重是54，B中Sn、Fe、硫酸構成的原電池，進入的是鐵，出去的是氫氣，質量增重是54，C中Zn、Fe、硫酸構成的原電池，進入的是鋅，出去的是氫氣，質量增重是63，原來三個溶液的質量相等，而溶液質量的變化等于進入和出去的物質的質量之差，所以三個燒杯中液體質量由大到小的順序為：C＞A=B，
故答案為：0.75；C＞A=B；
（4）電化學腐蝕的速率大于化學腐蝕的速率，金屬做原電池正極時得到保護，腐蝕速率最小，故答案為：BAC．
Ⅲ．（1）由圖象可知，在反應中，X、Y的物質的量逐漸減小，Z的物質的量逐漸增大，則X、Y為反應物，Z為生成物，同時該反應為可逆反應，相同時間內物質的量的變化比值為：c（X）：c（Y）：c（Z）=（1.0-0.9）：（1.0-0.7）：0.2=1：3：2，化學反應中物質的量變化之比等于化學劑量數(shù)之比，則化學方程式為Y+3X?2Z，故答案為：Y+3X?2Z；
（2）反應開始至2min，氣體Z的平均反應速率v=

△c

△t

=

0.2mol  2L

2min

=0.05mol/（L．min），故答案為：0.05mol/（L．min）；
（3）①反應達平衡時，氣體的總物質的量為：0.9mol+0.7mol+0.2mol=1.8mol，起始時氣體的總物質的量為：1.0mol+1.0mol=2.0mol，在相同溫度下，氣體的物質的量之比等于壓強之比，反應達平衡時，此時容器內的壓強與起始壓強之比為1.8mol：2.0mol=9：10，故答案為：9：10，
     ②根據(jù)物質的摩爾質量M=

m

n

，反應前后氣體的質量不變，物質的量減少，所以混合氣體的摩爾質量增大，而容器內混合氣體的平均相對分子質量在數(shù)值上等于摩爾質量，所以平均相對分子質量也增大，故答案為：增大．

點評：本題主要考查了原電池的概念和工作原理知識、化學平衡的變化圖象，題目難度不大，可以根據(jù)所學知識進行回答，本題要注意化學方程式的確定方法，以及反應速率計算，把握好相關概念和公式的理解及運用．