Question

(1)同一物质在气态时的能量大于在液态时的能量。一定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量。若生成气态水放出的热量为Q₁，生成液态水放出的热量为Q₂，那么Q₁______(填“大于”“小于”或“等于”)Q₂。

(2)已知：4HCl＋O₂=2Cl₂＋2H₂O，该反应中，4molHCl被氧化，放出115.6kJ的热量，则断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差约为______kJ。

(3)某温度下在4L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化的曲线如图：

①该反应的化学方程式是__________。

②该反应达到平衡状态的标志是________(填字母)。

A.Y的体积分数在混合气体中保持不变

B.X、Y的反应速率之比为3:1

C.容器内气体的压强保持不变

D.容器内气体的总质量保持不变

③0～2min内Y的转化率为________。

Answer

小于 31.9 3X(g)＋Y(g)⇌2Z(g) AC 10%

【解析】

(1)氢气燃烧分别生成液态水和气态水，由气态水转化为液态水还要放出热量，故Q1＜Q2；

答案为：小于；

(2)用E(H—O)、E(H—Cl)分别表示H—O键、H—Cl键的键能，该反应中，4molHCl被氧化，放出115.6kJ的热量，则反应物总键能－生成物总键能＝－115.6kJ·mol－1，故4×E(H—Cl)＋498kJ·mol－1－2×243kJ·mol－1－4×E(H—O)＝－115.6kJ·mol－1，整理得4E(H—Cl)－4E(H—O)＝－127.6kJ·mol－1，即E(H—O)－E(H—Cl)＝31.9kJ·mol－1，故断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差约为31.9kJ·mol－1×1mol＝31.9kJ；

答案为：31.9；

(3)①由题图可以看出，反应中X、Y的物质的量减少，应为反应物，Z的物质的量增多，应为生成物，当反应进行到5min时，Δn(Y)＝0.2mol，Δn(Z)＝0.4mol，Δn(X)＝0.6mol，则Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(X)＝1:2:3，则化学方程式中各物质前化学计量数之比为1:2:3，则反应的化学方程式为3X(g)＋Y(g)⇌2Z(g)；

答案为：3X(g)＋Y(g)⇌2Z(g)；

②A. Y的体积分数在混合气体中保持不变，则已达平衡，A正确；

B. 平衡时正反应速率和逆反应速率相等，而同一方向的X、Y的反应速率之比始终为3:1，故X、Y的反应速率之比为3:1，不能作为平衡状态的标志，B错误；

C. 反应3X(g)＋Y(g)⇌2Z(g)从开始到平衡的过程中，4L容器内的气体物质的量和气体压强始终在变化，当容器内气体的压强保持不变，也即各气体的物质的量保存不变，则已平衡，C正确；

D. 容器内气体的总质量始终保持不变，故容器内气体的总质量保持不变不能作为平衡状态的标志， D错误；

答案为：AC；

③0～2min内Y的转化率＝×100%＝×100%＝10%；

答案为：10%。