Question

【題目】I．已知在 1×105 Pa、298 K 時斷裂 1 mol H—H 鍵吸收的能量為 436 kJ，斷裂 1 mol N—H 鍵吸收的能量為391 kJ，斷裂 1 mol N≡N 鍵吸收的能量是 945 kJ。

(1)根據以上數據判斷工業合成氨的反應 是_____(填“吸熱”或“放熱”)反應。

(2)在 298 K 時，取 1 mol N2 和 3 mol H2 放入一密閉容器中，加入催化劑進行反應。理論上完全反應放出或吸收的熱量為Q1，則 Q1 為_____kJ。

(3)實際生產中，放出或吸收的熱量為 Q2，Q1 與Q2 的大小關系為_____

A．Q1<Q2 B． Q1>Q2 C．Q1＝Q2

Ⅱ．微生物燃料電池是一種利用微生物將化學能直接轉化成電能的裝置。已知某種甲醇微生物燃料電池中，電解質溶液呈酸性，示意圖如圖：

(1)該電池中外電路電子的流動方向為_____(填“從A 到B”或“從B 到A”)。

(2) B 電極附近氧氣發生的電極反應為_____。

III．某可逆反應在體積為 2 L 的密閉容器中進行，0～3 分鐘各物質的物質的量的變化情況如圖所示(A、C 均為氣體，B 為固體)

(1)該反應的化學方程式為_____。

(2)下列說法正確的是_____。

A. 2min 內 A 表示的反應速率為 0.5mol·L-1·min-1

B. 增加B 的物質的量，可使反應速率加快

C. 當容器內混合氣體的密度保持不變時，該反應達到平衡狀態

D. 當容器內壓強保持不變時，該反應達到平衡狀態

Answer 1

【答案】放熱 93 B 從A 到B O2+4H++4e-=2H2O 2A(g)+B(s)2C(g) AC

【解析】

I．假設1 mol N2 和完全反應生成 3 mol H2完全反應生成 2molNH3，則反應時斷裂化學鍵需要吸收的能量為945 kJ+3×436 kJ=2253 kJ，形成化學鍵放出的能量為6×391 kJ=2346 kJ。

(1)根據計算可知，反應時放出能量大于吸收能量，所以是放熱反應；

(2)理論上完全反應時放出熱量Q1=2346 kJ-2253 kJ=93 kJ；

(3)實際生產中，由于反應為可逆反應，1 mol N2 和3 mol H2是不可能完全反應的，所以放出能量要少，即Q1>Q2；

Ⅱ．電池工作時氧氣生成水，氧元素的化合價降低，氧氣得到電子，所以B電極為正極，甲醇化合價升高，失去電子，A電極為負極。

(1)電池中外電路電子從負極流向正極，所以電子流動方向為從A 到B；

(2) B電極附近氧氣得到電子結合氫離子生成水，發生的電極反應為O2+4H++4e-=2H2O；

III．(1)根據圖示，2分鐘時A物質減少2mol，B減少1mol，C增加2mol，則該反應的化學方程式為2A(g)+B(s)2C(g)；

(2) A. 2min 內 A 表示的反應速率為= 0.5mol·L-1·min-1，A正確；

B. 增加B的物質的量，由于B為固體，濃度不發生變化，所以反應速率不變，B錯誤；

C. 由于B為固體，當未達到平衡時，容器內氣體的質量可以變化，由于體積固定，所以密度是可變量，所以當容器內混合氣體的密度保持不變時，氣體的質量保持不變，該反應達到平衡狀態，C正確；

D. 根據反應2A(g)+B(s)2C(g)，B為固體，容器內氣體的物質的量始終保持不變，即壓強也始終不變，所以當容器內壓強保持不變時，不能判斷反應達到平衡狀態，D錯誤；

正確的是AC。