Question

2．Ⅰ.1100℃時(shí)，體積為2L的恒容容器中發(fā)生如下反應(yīng)：Na₂SO₄（s）+4H₂（g）?Na₂S（s）+4H₂O（g）．
（1）下列能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是BDEF．
A．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再變化                             B．H₂的體積分?jǐn)?shù)不再變化
C．1molH-H鍵斷裂同時(shí)形成2molH-O鍵形成                 D．Na₂S的質(zhì)量不再變化
E．v（正）=v（逆）                                     F．容器內(nèi)氣體密度不再變化
（2）若2min時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，此時(shí)氣體質(zhì)量增加8g，則用H₂表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率為0.125mol/（L•min）．
Ⅱ．丙烷燃料電池，以KOH溶液為電解質(zhì)溶液．
（3）通入丙烷的電極為負(fù)極（填“正極”或“負(fù)極”），正極的電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
（4）燃料電池的優(yōu)點(diǎn)能量轉(zhuǎn)換率高，反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染小的特點(diǎn)．
（5）若開(kāi)始時(shí)電解質(zhì)溶液中含KOH的物質(zhì)的量為0.25mol，當(dāng)溶液中K₂CO₃的物質(zhì)的量為0.1mol時(shí)，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下丙烷的體積為746.7ml（保留一位小數(shù)）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此分析；
（2）根據(jù)氣體增加的質(zhì)量與氫氣之間的關(guān)系計(jì)算氫氣的平均反應(yīng)速率；
Ⅱ．在燃料電池中，負(fù)極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，電極反應(yīng)為：C₃H₈+26OH^--20e^-=3CO₃^2-+17H₂O，正極上是氧氣發(fā)生得電子得還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，據(jù)此分析結(jié)合得失電子守恒計(jì)算．

解答 解：（1）A．反應(yīng)前后氣體的體積不變，則無(wú)論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)都不變化，故A錯(cuò)誤；                             
B．H₂的體積分?jǐn)?shù)不再變化，可說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．無(wú)論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則1molH-H鍵斷裂同時(shí)形成2molH-O鍵形成不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；                
D．Na₂S的質(zhì)量不再變化，說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；
E．v（正）=v（逆），說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，故E正確；                                    
F．因前后氣體的質(zhì)量不等，則容器內(nèi)氣體密度不再變化能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，故F正確，
故答案為：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），
 故答案為：0.125 mol/（L•min）；
（3）在丙烷燃料電池中，負(fù)極上是燃料丙烷發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，所以通入丙烷的電極為負(fù)極，正極上是氧氣發(fā)生得電子得還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：負(fù)極；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（4）燃料電池具有能量轉(zhuǎn)換率高，反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染小的特點(diǎn)，故答案：能量轉(zhuǎn)換率高，反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染小的特點(diǎn)；
（5）在燃料電池中，負(fù)極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，電極反應(yīng)為：C₃H₈+26OH^--20e^-=3CO₃^2-+17H₂O，所以當(dāng)溶液中K₂CO₃的物質(zhì)的量為0.1mol時(shí)，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下丙烷的體積為$\frac{0.1}{3}$×22.4×1000mL=746.7mL，故答案為：746.7．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及化學(xué)平衡的判斷、原電池知識(shí)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、計(jì)算能力的考查，本題注意把握化學(xué)平衡的判斷角度以及原電池的工作原理，把握電極方程式的書寫，難度不大．