Question

下表是周期表中的一部分，请回答下列问题：

（1）A是④的最高价含氧酸，其化学式为

H₂SO₄

，A中所含的化学键类型为

共价键

．
（2）将③对应的单质投入A的稀溶液中，发生的反应属于

放热

 反应（填“吸热”或“放热”），该反应中反应物的总能量

大于

生成物的总能量（填“大于”或“小于”）；若将③对应的单质和铁用导线连接后投入A的稀溶液中，组成的装置中能量转化形式主要是

化学能转化为电能

，该装置正极材料是

Fe

．
（3）把在空气中久置的③的单质投入A的稀溶液中，产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图曲线表示：
曲线0→a段不产生氢气的原因是

铝表面被O₂氧化为致密的氧化膜，限制了铝与H₂SO₄的反应

，曲线a→b段产生氢气速率逐渐增大的主要原因是

反应放热，温度升高是影响反应速率的主要因素，使反应速率增大

，
曲线由b以后产生氢气速率逐渐减小的主要原因是

随反应c（H⁺）减小，该因素变为影响化学反应速率的主要因素，化学反应速率开始下降

．
（4）①和②对应的单质在一个固定体积的密闭容器中发生可逆反应，该反应达到平衡的标志是

各成分的浓度（或质量、物质的量、压强等）不再变化

（请列举一项）．

Answer 1

分析：由元素在周期表中的位置可知，①为H，②为N，③为Al，④为S，
（1）硫元素最高价含氧酸是硫酸，属于共价化合物，含有共价键；
（2）金属与酸的反应是放热反应；放热反应反应中反应物的总能量大于生成物的总能量；若Al和铁用导线连接后投入硫酸的稀溶液中，组成原电池，较活泼的金属作负极、较不活泼的金属作正极；
（3）铝表面被O₂氧化为致密的氧化膜，限制了铝与H₂SO₄的反应，开始不产生氢气；
金属和酸的反应是放热反应，曲线a→b段温度升高是影响反应速率的主要因素，
曲线由b以后溶液的浓度是影响化学反应速率的主要因素；
（4）可逆反应到达平衡时，正逆反应速率相等，各成分的浓度（或质量、物质的量、压强等）不再变化．

解答：解：由元素在周期表中的位置可知，①为H，②为N，③为Al，④为S，
（1）硫元素最高价含氧酸是H₂SO₄，属于共价化合物，含有共价键，
故答案为：H₂SO₄；共价键；
（2）Al与稀硫酸的反应是放热反应，故反应物的总能量大于生成物的总能量；
若Al和铁用导线连接后投入硫酸的稀溶液中，组成原电池，化学能转化为电能，Al较活泼作负极、Fe较不活泼作正极，
故答案为：放热；大于；化学能转化为电能；Fe；
（3）铝是活泼性较强的金属，能迅速和空气中的氧气反应生成致密的氧化铝膜，限制了铝与H₂SO₄的反应，氧化铝首先稀硫酸反应生成氯化铝和水，不产生H₂；
金属和酸的反应是放热反应，使溶液的温度升高，曲线a→b段温度升高是影响反应速率的主要因素，化学反应速率加快；
随着反应的进行，溶液中的氢离子浓度逐渐降低，曲线由b以后氢离子浓度是影响化学反应速率的主要因素，所以反应速率逐渐减小；
故答案为：铝表面被O₂氧化为致密的氧化膜，限制了铝与H₂SO₄的反应；反应放热，温度升高是影响反应速率的主要因素，使反应速率增大；随反应c（H⁺）减小，该因素变为影响化学反应速率的主要因素，化学反应速率开始下降；
（4）可逆反应到达平衡时，正逆反应速率相等，各成分的浓度（或质量、物质的量、压强等）不再变化，
故答案为：各成分的浓度（或质量、物质的量、压强等）不再变化．

点评：题目比较综合，涉及结构性质位置关系、原电池、化学反应中能量变化、化学反应速率影响因素、平衡状态的特征等，难度不大，（3）中注意根据图象分析理解随反应进行影响反应速率的主导元素．