Question

【題目】（1）一定溫度下，在容積為V L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：aN(g)bM(g)，M、N的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示：

①此反應(yīng)的化學(xué)方程式中a ：b=__________

②t1到t2時(shí)刻，以M的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為：_________________

③下列敘述中能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______________

A．反應(yīng)中M與N的物質(zhì)的量之比為1︰1

B．混合氣體的總質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化

C．混合氣體的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間的變化而變化

D．單位時(shí)間內(nèi)每消耗a mol N，同時(shí)生成b mol M

E．混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化

F．N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變

（2）如圖是某鋅錳干電池的基本構(gòu)造圖。

①該干電池的總反應(yīng)式為2MnO2+Zn+2H2O=2MnO(OH)+ Zn(OH)2，該電池的負(fù)極是___________，工作時(shí)正極的電極反應(yīng)式是______________________________。

②關(guān)于該電池的使用和性能，下列說(shuō)法正確的是____________

A．該電池屬于蓄電池

B．電池工作時(shí)OH-向負(fù)極移動(dòng)

C．該電池的電解質(zhì)溶液是H2SO4溶液

D．該電池用完后可隨意丟棄，不需要回收處理

（3）另一種常用的電池鋰電池由于比容量（單位質(zhì)量電極材料所能轉(zhuǎn)換的電量）特別大而廣泛用于心臟起搏器，它的負(fù)極材料用金屬鋰制成，電解質(zhì)溶液需用非水溶液配制，請(qǐng)用化學(xué)方程式表示不能用水溶液的原因_______________________________。

（4）燃料電池的工作原理是將燃料和氧化劑(如O2)反應(yīng)所放出的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。現(xiàn)設(shè)計(jì)一氫氧燃料電池，以電極a為正極，電極b為負(fù)極，采用氫氧化鈉溶液為電解液，則氧氣應(yīng)通入_________極(填序號(hào))，電解質(zhì)溶液的pH將____________(填“變大”，“變小”或“不變”)

Answer 1

【答案】2︰1 mol·(L·min)-1 CEF Zn或鋅 2MnO2+2e-+2H2O=2 MnO(OH)+ 2OH-或MnO2+e-+H2O= MnO(OH)+ OH- B 2Li+2H2O=2 LiOH+ H2↑ a 變小

【解析】

（1）①一定溫度下，在容積為V L的密閉容器中化學(xué)反應(yīng)中，單位時(shí)間，各物質(zhì)的變化量與系數(shù)成正比；

②由圖可以求出t1到t2時(shí)刻M的物質(zhì)的量變化量，根據(jù)v=進(jìn)行計(jì)算；

③ 可逆反應(yīng)得到平衡后，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)濃度保持不變以及由此衍生出的其它物理量進(jìn)行分析；

（2）①電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，由總反應(yīng)可知，負(fù)極材料是Zn；正極為MnO2發(fā)生還原反應(yīng)；

②根據(jù)原電池原理及組成特點(diǎn)，結(jié)合極反應(yīng)進(jìn)行分析；

（3）金屬鋰為堿金屬，能與水發(fā)生反應(yīng)；

（4）燃料電池工作過(guò)程中，通入氧氣的電極發(fā)生還原反應(yīng)，為正極；反應(yīng)過(guò)程中有水產(chǎn)生，因此工作過(guò)程中NaOH濃度減小，溶液的pH將減小。

（1）①參加反應(yīng)的N的物質(zhì)的量為8mol2mol=6mol，生成的M的物質(zhì)的量是5mol2mol=3mol；一定溫度下，在容積為V L的密閉容器中化學(xué)反應(yīng)中，單位時(shí)間，各物質(zhì)的變化量與系數(shù)成正比，所以此反應(yīng)的化學(xué)方程式中a:b=2:1，故答案為：2:1；

②由圖可知，t1到t2時(shí)刻M的物質(zhì)的量變化為4mol3mol=1mol，；

③ A．平衡時(shí)反應(yīng)混合物各組分的物質(zhì)的量不變，但各組分的物質(zhì)的量不一定相等，故A不符合題意；

B．混合氣體的總質(zhì)量始終不變，混合氣體總質(zhì)量不變不能說(shuō)明到達(dá)平衡，故B不符合題意；

C．由于a≠b，隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體總物質(zhì)的量發(fā)生變化，混合氣體的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間的變化而變化，說(shuō)明到達(dá)平衡，故C符合題意；

D．單位時(shí)間內(nèi)消耗amolN，同時(shí)生成bmolM，都表示正反應(yīng)速率，反應(yīng)始終按此關(guān)系進(jìn)行，不能說(shuō)明到達(dá)平衡，故D不符合題意；

E．由于a≠b，隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體總物質(zhì)的量發(fā)生變化，混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化，說(shuō)明混合氣體總的物質(zhì)的量再不變，說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故E符合題意；

F．N的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大，且保持不變，說(shuō)明可逆反應(yīng)到達(dá)最大限度平衡狀態(tài)，故F符合題意；

故答案為：CEF；

（2）①電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，由總反應(yīng)可知，負(fù)極材料是Zn；正極為MnO2發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為：2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-或MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+ OH-；

②A．該電池為一次電池，故A錯(cuò)誤；

B．電池工作過(guò)程中，陰離子向氧化電極移動(dòng)，OH-向負(fù)極移動(dòng)，故B正確；

C．由電池總反應(yīng)可知，該電池電解質(zhì)為堿性，不能為H2SO4溶液，故C錯(cuò)誤；

D．該電池中含有重金屬元素錳，使用后不能隨意丟棄，故D錯(cuò)誤；

故答案為：B；

（3）金屬鋰為堿金屬，能與水發(fā)生反應(yīng)，其反應(yīng)為：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，因此不能用水溶液做電解質(zhì)；

（4）燃料電池工作過(guò)程中，通入氧氣的電極發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，因此氧氣應(yīng)通入電極a；電池的總反應(yīng)為：2H2+O2=2H2O，因此工作過(guò)程中NaOH濃度減小，溶液的pH將減小。