Question

【題目】Ⅰ.某溫度時，在一個10L的恒容容器中，X、Y、Z均為氣體，三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示．根據圖中數據填空：

（1）反應開始至2min，以氣體Z表示的平均反應速率為______________________；

（2）平衡時容器內混合氣體密度比起始時__________（填“變大”，“變小”或“相等”下同），混合氣體的平均相對分子質量比起始時___________；

（3）將a mol X與b mol Y的混合氣體發(fā)生上述反應，反應到某時刻各物質的量恰好滿足：n（X）=n（Y）=2n（Z），則原混合氣體中a：b=___________。

Ⅱ．在恒溫恒容的密閉容器中，當下列物理量不再發(fā)生變化時：①混合氣體的壓強，②混合氣體的密度，③混合氣體的總物質的量，④混合氣體的平均相對分子質量，⑤混合氣體的顏色，⑥各反應物或生成物的反應速率之比等于化學計量數之比。

（1）一定能證明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達到平衡狀態(tài)的是_______（填序號，下同）。

（2）一定能證明I2(g)＋H2(g)2HI(g)達到平衡狀態(tài)的是 _________。

（3）一定能證明A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)達到平衡狀態(tài)的是________。（注：B,C,D均為無色物質）

Ⅲ.（1）鉛蓄電池是常見的化學電源之一，其充電、放電的總反應是：2PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2 + 2H2SO4, 鉛蓄電池放電時，_______（填物質名稱）做負極。放電過程中硫酸濃度由5mol/L 下降到 4mol/L，電解液體積為 2L（反應過程溶液體積變化忽略不計），求放電過程中外電路中轉移電子的物質的量為___________mol。

（2）有人設計將兩根 Pt 絲作電極插入 KOH 溶液中，然后向兩極上分別通入乙醇和氧氣而 構成燃料電池。則此燃料電池工作時，其電極反應式為：

負極：_____________

正極：_____________

Answer 1

【答案】 0.01mol/(L·min) 相等 變大 7：5 ①③④ ⑤ ②④ 鉛 2 C2H5OH+16OH--12e-=2CO32-+11H2O O2+4e-+2H2O=4OH-

【解析】Ⅰ．(1)根據化反應速率v=來計算化學反應速率;
(2)混合氣體的平均相對分子質量M=,混合氣體密度來判斷；
(3)根據化學反應中的三段式進行計算；

詳解: (1)反應開始至2min,以氣體Z表示的平均反應速率v=0.01mol/(Lmin),因此，本題正確答案是: 0.01mol/(Lmin);
(2)混合氣體密度,從開始到平衡,質量是守恒的,體積是不變的,所以密度始終不變,混合氣體的平均相對分子質量M=,從開始到平衡,質量是守恒的,但是n是逐漸減小的,所以M會變大,因此，本題正確答案是:相等;變大；
(3) 根據圖示的內容知道,X和Y是反應物,X、Y、Z的變化量之比是0.3:0.1:0.2=3:1:2,反應的化學方程式為:3X+Y2Z,利用三行式找出有關量，

3X+Y2Z (設Y的變化量是x)
初始量:a b 0
變化量:3x x 2x
平衡量:a-3x b-x 2x
當n(X)=n(Y)=2n(Z)時, a-3x = b-x=4，則a=7x,b=5x,所以原混合氣體中a:b=7:5,因此，本題正確答案是: 7:5。

Ⅱ．化學平衡狀態(tài)時正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以此分析。

(1)對于反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，①混合氣體的壓強不變，說明氣體的物質的量不變，反應達平衡狀態(tài)，故①正確；②混合氣體的密度一直不變，故②錯誤；③混合氣體的總物質的量不變，反應達平衡狀態(tài)，故③正確；④混合氣體的平均相對分子質量，說明氣體的物質的量不變，反應達平衡狀態(tài)，故④正確；⑤混合氣體的顏色一直不變，反應達平衡狀態(tài)，故⑤錯誤；⑥只要反應發(fā)生就有各反應物或生成物的反應速率之比等于化學計量數之比，故⑥錯誤；故選：①③④；
(2)對于反應I2(g)+H2(g)2HI(g)，①混合氣體的壓強一直不變，故①錯誤；②混合氣體的密度一直不變，故②錯誤；③混合氣體的總物質的量一直不變，故③錯誤；④混合氣體的平均相對分子質量一直不變，故④錯誤；⑤混合氣體的顏色說明碘蒸氣的濃度不變，反應達平衡狀態(tài)，故⑤正確；故選：⑤。

（3）對于反應A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，①混合氣體的壓強一直不變，故①錯誤；②根據，混合氣體的密度不變，因V不變，說明氣體質量一定，即濃度不變，故②正確；③混合氣體的總物質的量一直不變，故③錯誤；④根據M=，混合氣體的平均相對分子質量不變，因n不變，m則不變，說明各組分氣體濃度不變，故④正確；⑤混合氣體為無色，故⑤錯誤；故選②④：。

Ⅲ.（1）放電時鉛失電子而作負極，根據硫酸和轉移電子之間的關系式計算；
（2）燃料電池中，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應．

（1）根據電池反應式知，鉛失電子化合價升高而作負極，根據硫酸和轉移電子之間的關系式得，轉移電子的物質的量=×2=2mol，
故答案為：鉛；2；
（3）該燃料電池中，負極上乙醇失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水，電極反應式為：C2H5OH+16OH--12e-=2CO32-+11H2O，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，電極反應式為O2+4e-+2H2O=4OH-，
故答案為：C2H5OH+16OH--12e-=2CO32-+11H2O；O2+4e-+2H2O=4OH-。