Question

【題目】Ⅰ.某溫度時(shí)，在一個(gè)10L的恒容容器中，X、Y、Z均為氣體，三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)填空：

（1）反應(yīng)開始至2min，以氣體Z表示的平均反應(yīng)速率為______________________；

（2）平衡時(shí)容器內(nèi)混合氣體密度比起始時(shí)__________（填“變大”，“變小”或“相等”下同），混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量比起始時(shí)___________；

（3）將a mol X與b mol Y的混合氣體發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)到某時(shí)刻各物質(zhì)的量恰好滿足：n（X）=n（Y）=2n（Z），則原混合氣體中a：b=___________。

Ⅱ．在恒溫恒容的密閉容器中，當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí)：①混合氣體的壓強(qiáng)，②混合氣體的密度，③混合氣體的總物質(zhì)的量，④混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量，⑤混合氣體的顏色，⑥各反應(yīng)物或生成物的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。

（1）一定能證明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______（填序號(hào)，下同）。

（2）一定能證明I2(g)＋H2(g)2HI(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 _________。

（3）一定能證明A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。（注：B,C,D均為無(wú)色物質(zhì)）

Ⅲ.（1）鉛蓄電池是常見的化學(xué)電源之一，其充電、放電的總反應(yīng)是：2PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2 + 2H2SO4, 鉛蓄電池放電時(shí)，_______（填物質(zhì)名稱）做負(fù)極。放電過(guò)程中硫酸濃度由5mol/L 下降到 4mol/L，電解液體積為 2L（反應(yīng)過(guò)程溶液體積變化忽略不計(jì)），求放電過(guò)程中外電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為___________mol。

（2）有人設(shè)計(jì)將兩根 Pt 絲作電極插入 KOH 溶液中，然后向兩極上分別通入乙醇和氧氣而 構(gòu)成燃料電池。則此燃料電池工作時(shí)，其電極反應(yīng)式為：

負(fù)極：_____________

正極：_____________

Answer 1

【答案】 0.01mol/(L·min) 相等 變大 7：5 ①③④ ⑤ ②④ 鉛 2 C2H5OH+16OH--12e-=2CO32-+11H2O O2+4e-+2H2O=4OH-

【解析】Ⅰ．(1)根據(jù)化反應(yīng)速率v=來(lái)計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率;
(2)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量M=,混合氣體密度來(lái)判斷；
(3)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的三段式進(jìn)行計(jì)算；

詳解: (1)反應(yīng)開始至2min,以氣體Z表示的平均反應(yīng)速率v=0.01mol/(Lmin),因此，本題正確答案是: 0.01mol/(Lmin);
(2)混合氣體密度,從開始到平衡,質(zhì)量是守恒的,體積是不變的,所以密度始終不變,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量M=,從開始到平衡,質(zhì)量是守恒的,但是n是逐漸減小的,所以M會(huì)變大,因此，本題正確答案是:相等;變大；
(3) 根據(jù)圖示的內(nèi)容知道,X和Y是反應(yīng)物,X、Y、Z的變化量之比是0.3:0.1:0.2=3:1:2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3X+Y2Z,利用三行式找出有關(guān)量，

3X+Y2Z (設(shè)Y的變化量是x)
初始量:a b 0
變化量:3x x 2x
平衡量:a-3x b-x 2x
當(dāng)n(X)=n(Y)=2n(Z)時(shí), a-3x = b-x=4，則a=7x,b=5x,所以原混合氣體中a:b=7:5,因此，本題正確答案是: 7:5。

Ⅱ．化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以此分析。

(1)對(duì)于反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，①混合氣體的壓強(qiáng)不變，說(shuō)明氣體的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故①正確；②混合氣體的密度一直不變，故②錯(cuò)誤；③混合氣體的總物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故③正確；④混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量，說(shuō)明氣體的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故④正確；⑤混合氣體的顏色一直不變，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故⑤錯(cuò)誤；⑥只要反應(yīng)發(fā)生就有各反應(yīng)物或生成物的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故⑥錯(cuò)誤；故選：①③④；
(2)對(duì)于反應(yīng)I2(g)+H2(g)2HI(g)，①混合氣體的壓強(qiáng)一直不變，故①錯(cuò)誤；②混合氣體的密度一直不變，故②錯(cuò)誤；③混合氣體的總物質(zhì)的量一直不變，故③錯(cuò)誤；④混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量一直不變，故④錯(cuò)誤；⑤混合氣體的顏色說(shuō)明碘蒸氣的濃度不變，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故⑤正確；故選：⑤。

（3）對(duì)于反應(yīng)A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，①混合氣體的壓強(qiáng)一直不變，故①錯(cuò)誤；②根據(jù)，混合氣體的密度不變，因V不變，說(shuō)明氣體質(zhì)量一定，即濃度不變，故②正確；③混合氣體的總物質(zhì)的量一直不變，故③錯(cuò)誤；④根據(jù)M=，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變，因n不變，m則不變，說(shuō)明各組分氣體濃度不變，故④正確；⑤混合氣體為無(wú)色，故⑤錯(cuò)誤；故選②④：。

Ⅲ.（1）放電時(shí)鉛失電子而作負(fù)極，根據(jù)硫酸和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算；
（2）燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)．

（1）根據(jù)電池反應(yīng)式知，鉛失電子化合價(jià)升高而作負(fù)極，根據(jù)硫酸和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式得，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=×2=2mol，
故答案為：鉛；2；
（3）該燃料電池中，負(fù)極上乙醇失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為：C2H5OH+16OH--12e-=2CO32-+11H2O，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-，
故答案為：C2H5OH+16OH--12e-=2CO32-+11H2O；O2+4e-+2H2O=4OH-。