Question

5．在研究物质变化时，不但要着眼于物质种类的变化，也要关注物质状态的变化．

（1）高温下水分解体系中主要物质的体积分数与温度的关系如图1所示．下列说法正确的是C
A．图中A、B表示的粒子依次是O和H
B．图中A、B表示的粒子依次是H⁺和O^2-
C．图中A、B重新生成水时的活化能等于0
D．图中A、B重新生成水时的活化能大于0
（2）已知H₂的燃烧热△H=-285.8kJ/mol，且H₂O的汽化热为44.0kJ/mol．试写出H₂燃烧生成水蒸气的热化学方程式H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol．
（3）在容积为2.0L的密闭容器内，物质D在T℃时发生反应，其反应物和生成物的物质的量随时间t的变化关系如图2，据图回答下列问题：
①从反应开始到第一次达到平衡时，用A物质表示的平均反应速率为0.067 mol/（L•min）（保留2位有效数字）
②第5min时，升高温度，A、B、D的物质的量变化如图，则该反应为吸热（填“吸热”或“放热”）反应．
③若在第7min时增加D的物质的量，其他条件不变，则A的物质的量图象变化正确的是b（用图中a、b、c的编号回答）
（4）在100℃、200KPa的条件下，反应aA（g）?bB（g）+cC（g）建立平衡后，在不加入任何物质的条件下，逐步增大体系的压强（维持温度不变），如表列出的是不同压强下反应建立平衡时物质B的浓度．根据表中的数据，回答下列问题：

压强（KPa）	200	500	1000
B的浓度（mol/L）	0.04	0.1	0.27

①比较大小：a= b+c（填“＞”、“＜”或“=”）
②压强从500KPa增加到1000KPa时，平衡正向移动（填“正向”、“逆向”或“不移动”），其原因可能为压强增大为原来的两倍，B浓度的变化大于两倍，说明C在增大压强时变为非气体，平衡正向移动．

Answer 1

分析 （1）由图可知，水的分解化学键断裂先生成H原子与O原子，氢原子结合生成氢气，氧原子结合生成氧气，由水的分子式可知氢原子物质的量是氧原子2倍；根据是否断裂化学键判断其活化能；
（2）燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出热量，结合盖斯定律计算生成气态水蒸气放出热量，标注书写热化学方程式；
（3）①根据V=$\frac{△c}{△t}$进行计算；
②根据温度升高，D的物质的量减少，A、B的物质的量增大，平衡正向移动，而温度升高，平衡向吸热的方向移动；
③增加固体的物质的量，浓度不变，平衡不移动；
（4）①压强从 200kPa 增加到500kPa，增大了2.5倍，B的浓度从0.04mol/L增大到0.1mol/L，也增大了2.5倍，说明a=b+c，改变压强平衡不移动；
②压强增大的倍数为1000kPa/500kPa=2，B的浓度增大的倍数为0.27mol/L/0.1mol/L=2.7，浓度增大的倍数大于压强增大的倍数，所以平衡向“正向”移动．

解答 解：（1）由图可知，水的分解化学键断裂先生成H原子与O原子，氢原子结合生成氢气，氧原子结合生成氧气，由水的分子式可知氢原子物质的量是氧原子2倍，故A为氢原子、B为氧原子；氧原子和氢原子生成水时不需要断裂化学键，所以其活化能=0，
故选C．
故答案为：C．
（2）①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol，②H₂O（l）=H₂O（g）△H=44KJ/mol
依据盖斯定律①+②得到H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol，
故答案为：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol；
（3）①从反应开始到第一次达到平衡时，A物质的平均反应速率为$\frac{\frac{0.4mol}{2.0L}}{3min}$=0.067mol/L•min，
故答案为：0.067 mol/（L•min）；
②温度升高，D的物质的量减少，A、B的物质的量增大，平衡正向移动，而温度升高，平衡向吸热的方向移动，说明正反应为吸热反应，
故答案为：吸热；
③D为固体，增加D的物质的量，浓度不变，平衡不移动，故选：b；
故答案为：b；
（4）①根据表中数据，压强从 200kPa增加到500kPa，增大了2.5倍，B的浓度从0.04mol/L增大到0.1mol/L，也增大了2.5倍，说明浓度增大的倍数和压强增大的倍数相同，化学计量数满足a=b+c，改变压强化学平衡不移动，
故答案为：=；
②利用表中数据可知，压强增大的倍数为1000kPa/500kPa=2，B的浓度增大的倍数为0.27mol/L/0.1mol/L=2.7，浓度增大的倍数大于压强增大的倍数，说明加压至1000kPa时，C物质变成了非气态物质，所以增大压强化学平衡向“正向”移动，
故答案为：正向，压强增大为原来的两倍，B浓度的变化大于两倍，说明C在增大压强时变为非气体，平衡正向移动；

点评 本题主要考查了化学平衡，平衡计算分析应用，化学反应的本质以及活化能等知识，掌握化学反应的本质是解题的关键，难度中等