Question

2．Ⅰ.1100℃时，体积为2L的恒容容器中发生如下反应：Na₂SO₄（s）+4H₂（g）?Na₂S（s）+4H₂O（g）．
（1）下列能判断反应达到平衡状态的是BDEF．
A．容器内气体压强不再变化                             B．H₂的体积分数不再变化
C．1molH-H键断裂同时形成2molH-O键形成                 D．Na₂S的质量不再变化
E．v（正）=v（逆）                                     F．容器内气体密度不再变化
（2）若2min时反应达平衡，此时气体质量增加8g，则用H₂表示该反应的反应速率为0.125mol/（L•min）．
Ⅱ．丙烷燃料电池，以KOH溶液为电解质溶液．
（3）通入丙烷的电极为负极（填“正极”或“负极”），正极的电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
（4）燃料电池的优点能量转换率高，反应产物对环境污染小的特点．
（5）若开始时电解质溶液中含KOH的物质的量为0.25mol，当溶液中K₂CO₃的物质的量为0.1mol时，消耗标准状况下丙烷的体积为746.7ml（保留一位小数）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆反应速率之比等于系数之比（不同物质），平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，由此衍生的一些物理量不变，以此分析；
（2）根据气体增加的质量与氢气之间的关系计算氢气的平均反应速率；
Ⅱ．在燃料电池中，负极上是燃料发生失电子的氧化反应，在碱性环境下，电极反应为：C₃H₈+26OH^--20e^-=3CO₃^2-+17H₂O，正极上是氧气发生得电子得还原反应，电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，据此分析结合得失电子守恒计算．

解答 解：（1）A．反应前后气体的体积不变，则无论是否达到平衡状态，容器内气体压强都不变化，故A错误；                             
B．H₂的体积分数不再变化，可说明达到平衡状态，故B正确；
C．无论是否达到平衡状态，反应速率之比等于化学计量数之比，则1molH-H键断裂同时形成2molH-O键形成不能说明达到平衡状态，故C错误；                
D．Na₂S的质量不再变化，说明达到平衡状态，故D正确；
E．v（正）=v（逆），说明达到平衡状态，故E正确；                                    
F．因前后气体的质量不等，则容器内气体密度不再变化能说明达到平衡状态，故F正确，
故答案为：BDEF；
（2）Na₂SO₄（s）+4H₂（g）?Na₂S（s）+4H₂O（g）△m
                 4mol               72g          64g
                 n                                8g
n=0.5mol，
v（H₂）=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{2min}$=0.125 mol/（L•min），
 故答案为：0.125 mol/（L•min）；
（3）在丙烷燃料电池中，负极上是燃料丙烷发生失电子的氧化反应，所以通入丙烷的电极为负极，正极上是氧气发生得电子得还原反应，电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：负极；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（4）燃料电池具有能量转换率高，反应产物对环境污染小的特点，故答案：能量转换率高，反应产物对环境污染小的特点；
（5）在燃料电池中，负极上是燃料发生失电子的氧化反应，在碱性环境下，电极反应为：C₃H₈+26OH^--20e^-=3CO₃^2-+17H₂O，所以当溶液中K₂CO₃的物质的量为0.1mol时，消耗标准状况下丙烷的体积为$\frac{0.1}{3}$×22.4×1000mL=746.7mL，故答案为：746.7．

点评 本题考查较为综合，涉及化学平衡的判断、原电池知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力、计算能力的考查，本题注意把握化学平衡的判断角度以及原电池的工作原理，把握电极方程式的书写，难度不大．