Question

【题目】Ⅰ.化学电源在生产生活中有着广泛的应用，电动汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状态铜的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解液。放电时总反应为：Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O

（1）写出放电时负极的电极反应式：______________________________；

（2）铅蓄电池放电时，溶液的pH将_________（填“增大”、“减小”或“不变”）。当外电路上有0.5mol电子通过时，溶液中消耗H2SO4的物质的量为___________。

（3）放电完后，对该电池进行充电，在连接电源的负极一端生成________。(填“Pb”或“PbO2”)

Ⅱ.光气（COCl2）是一种重要化工原料，常用于聚酯类材料的生产，工业上通过Cl2（g）+CO（g）COCl2（g） △H < 0制备。下图为实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题：

（4）0～6min内，反应的平均速率v（Cl2）=________________；

（5）该反应第一次达平衡时的平衡常数为_________________，10min改变的条件是________________。

Answer 1

【答案】Pb -2e- + SO42- = PbSO4 增大 0.5mol Pb 0.15 mol·L-1·min-1 30 L·mol -1 升高温度

【解析】

Ⅰ.(1)铅蓄电池中，负极是铅，负极上铅失电子发生氧化反应，正极上二氧化铅得电子发生还原反应；
（2）根据放电时总反应Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O进行计算回答；
（3）铅蓄电池充电时，电池正极和电源正极相连，电池负极和电源的负极相连，充电时的反应和放电时的反应互为逆过程；
Ⅱ.（4）①由图可知，△c（Cl2）=1.2mol/L-0.3mol/L=0.9 mol/L，结合v=△c/△t计算；

（5）平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，由图可知，第10 min时平衡逆向移动，据影响平衡移动的因素分析，升温平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小；

Ⅰ.(1)①铅蓄电池中，负极是铅，负极上铅失电子发生氧化反应：Pb2e+SO42=PbSO4；故答案为：Pb2e+SO42=PbSO4；

（2）放电时总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O，反应转移2mol电子，硫酸被消耗，所以溶液的酸性减弱，pH将增大，当外电路上有0.5mol电子通过时，溶液中消耗H2SO4的物质的量为0.5mol；故答案为：增大；0.5mol；

（3）放电完后，对该电池进行充电，在连接电源的负极一端是阴极，发生反应：PbSO4+2e=Pb+SO42，在连接电源的负极一端生成Pb，故答案为：Pb；

Ⅱ.（4）由图可知，6min时Cl2的平衡浓度为0.3mol/L，浓度变化为1.2mol/L0.3mol/L=0.9mol/L，则v(Cl2)=0.9mol·L -1/6min=0.15molL1min1，故答案为：0.15 molL1min1；

（5）Cl2(g)+CO(g)COCl2(g)第一次达到平衡状态，c(CO)=0.1mol/L，c(Cl2)=0.3mol/L，c(COCl2)=0.9mol/L，反应第一次达平衡时的平衡常数K=0.9/(0.1×0.3)=30L·mol -1，影响平衡移动的因素有温度、浓度和压强，该反应是放热反应，由图可知，第10 min时平衡逆向移动，只能是升温，故答案为，30L·mol -1；升高温度；