Question

【题目】按要求回答问题：

(1)以Zn和Cu为电极，稀H2SO4为电解质溶液形成的原电池中：

①H+向______极移动(填“正”或“负”)。

②电子流动方向由_____极流向______极(填：“正”、“负”)。

③若有1mol e－流过导线，则理论上负极质量减少______g。

④若将稀硫酸换成硫酸铜溶液，电极质量增加的是_____(填“锌极”或“铜极”)，原因是_______(用电极方程式表示)。

(2)氢氧燃料电池是一种高效无污染的清洁电池它分碱性(用KOH做电解质)和酸性(用硫酸做电解质)燃料电池。如果是碱性燃料电池，则正极反应方程式是_____。

(3)一定温度下，在容积为2L的密闭容器中进行反应：aN(g)bM(g)＋cP(g)，M、N、P的物质的量随时间变化的曲线如图所示：

①反应化学方程式中各物质的系数比为a∶b∶c＝____。

②1 min到3 min这段时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为：______。

③下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_____。

A．反应中当M与N的物质的量相等时

B．P的质量不随时间变化而变化

C．混合气体的总物质的量不随时间变化而变化

D．单位时间内每消耗a mol N，同时消耗b mol M

E．混合气体的压强不随时间的变化而变化

F．M的物质的量浓度保持不变

Answer 1

【答案】正 负 正 32.5 铜极 Cu2++2e－＝Cu O2+4e-+2H2O=4OH- 2:1:1 0.25mol·(L·min)－１ BDF

【解析】

(1)Zn、Cu、稀硫酸构成原电池，锌易失电子作负极、Cu作正极，结合原电池原理分析解答；

(2)碱性条件下，正极上氧气得到电子生成氢氧根离子；

(3)①化学方程式的系数之比等于各物质的物质的量的变化量之比，据此结合图像书写反应的方程式；②根据v=计算；③当反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等(同种物质)，各物质的浓度、含量不再改变，据此分析判断。

(1)①原电池中，电解质溶液中阳离子向正极移动，故答案为：正；

②原电池中，电子从负极沿导线流向正极，故答案为：负；正；

③负极反应式为Zn-2e-=Zn2+，若有1mole-流过导线，则理论上负极溶解0.5mol锌，质量减少32.5g，故答案为：32.5；

④若将稀硫酸换成硫酸铜溶液，则发生金属锌置换金属铜的反应，金属锌是负极，电极质量减小，金属铜在阴极上析出Cu2++2e-=Cu，电极质量增加的是铜极，故答案为：铜极；Cu2++2e-=Cu；

(2)氢氧燃料电池是一种高效无污染的清洁电池它分碱性(用KOH做电解质)和酸性(用硫酸做电解质)燃料电池。酸性条件下，正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，碱性条件下，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；

(3)①根据图像可知平衡时参加反应的N的物质的量为8mol-2mol=6mol，生成的M的物质的量是5mol-2mol=3mol，生成的P的物质的量是4mol-1mol=3mol，所以此反应的化学方程式中a∶b∶c=2∶1∶1，故答案为：2∶1∶1；

②由图可知，1到3时刻M的物质的量变化为4mol-3mol=1mol，故v(M)==0.25mol(Lmin)-1，故答案为：0.25mol(Lmin)-1；

③A．平衡时反应混合物各组分的物质的量不变，但各组分的物质的量不一定相等，故A错误；B．P的质量不随时间变化而变化，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故B正确；C．混合气体的总物质的量始终不变，因此混合气体总物质的量不变，不能说明到达平衡，故C错误；D．单位时间内消耗amolN，同时消耗bmolM，表示正逆反应速率相等，说明到达平衡状态，故D正确；E．反应前后系数相等，混合气体的压强始终不变，不能说明到达平衡状态，故E错误；F．M的物质的量浓度保持不变，说明达到了平衡状态，故F正确，故答案为：BDF。