Question

13．（1）一定溫度下，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示：

①反應(yīng)開始到平衡，用Z表示的反應(yīng)速率為0.079mol•L^-1•s^-1．
②Y的轉(zhuǎn)化率為79%．
③該反應(yīng)的化學(xué)方程式為X+Y?2Z．
（2）利用銅棒、鋅片和200mL稀硫酸組成原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，當(dāng)銅棒上共產(chǎn)生3.36L（標準狀況）氣體時，硫酸恰好全部被消耗．請回答下列問題：
①該原電池的正極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-→H₂↑．
②計算原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度為0.75mol/L．
③若將銅棒換成鐵片，仍按題給方式組合起來，能否組成原電池呢？能（填“能”或“不能”） 若能組成原電池，此原電池的負極反應(yīng)式是Zn-2e^-=Zn²⁺．

Answer 1

分析 （1）由圖象可以看出，反應(yīng)中x、Y的物質(zhì)的量減少，應(yīng)為反應(yīng)物，z的物質(zhì)的量增多，應(yīng)為生成物，則有Y：X：Z=（1.20mol-0.41mol）：（1.0mol-0.21mol）：1.58mol=1：1：2，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為X+Y?2Z，以此解答該題；
（2）①銅棒、鋅片和200ml稀硫酸組成原電池，金屬鋅是負極，銅是正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)；
②根據(jù)兩個電極上的放電離子情況來計算；
③將銅棒換成鐵片，鐵、鋅片和200ml稀硫酸組成原電池，金屬鋅是負極，鐵是正極，負極上發(fā)生氧化反應(yīng)，據(jù)此回答．

解答 解：（1）①反應(yīng)開始到10s，用Z表示的反應(yīng)速率為：v=$\frac{\frac{1.58mol}{2L}}{10s}$=0.079mol/（L•s），
故答案為：0.079mol/（L•s）；   
②反應(yīng)開始到10s時，Y的轉(zhuǎn)化率為$\frac{1.0mol-0.21mol}{1.0mol}$×100%=79%，
故答案為：79%；        
③由圖象可以看出X、Y的物質(zhì)的量減小，Z的物質(zhì)的量增多，則X、Y為反應(yīng)物，Z為生成物，
化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化量與化學(xué)計量數(shù)之比呈正比，
則有Y：X：Z=（1.20mol-0.41mol）：（1.0mol-0.21mol）：1.58mol=1：1：2，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為X+Y?2Z，
故答案為：X+Y?2Z；
（2）①銅棒、鋅片和200ml稀硫酸組成原電池，金屬鋅是負極，銅是正極，原電池的兩個電極發(fā)生的電極反應(yīng)是：正極：2H⁺+2e^-=H₂↑，負極：Zn=Zn²⁺+2e^-，
故答案為：2H⁺+2e^-→H₂↑；
②銅片作正極產(chǎn)生3.36L（標準狀況）氫氣，即0.15mol的氫氣，2H⁺+2e^-→H₂↑，所以轉(zhuǎn)移的電子為0.3mol，溶液中的氫離子有0.3mol，所以原稀硫酸溶液中H⁺的物質(zhì)的量濃度=$\frac{0.3mol}{0.2L}$=1.5mol/L，原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度為0.75mol/L，
故答案為：0.75mol/L；
③若將銅棒換成鐵片，鐵、鋅片和200ml稀硫酸組成原電池，金屬鋅是負極，鐵是正極，負極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Zn-2e^-=Zn²⁺，
故答案為：能；Zn-2e^-=Zn²⁺．

點評 本題考查物質(zhì)的量隨時間的變化曲線、以及化學(xué)平衡的計算、原電池的工作原理以及離子濃度的計算方法是解題的關(guān)鍵，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，題目難度中等，注意把握化學(xué)方程式的判斷方法．