Question

【題目】Ⅰ.某溫度時，在一個10L的恒容容器中，X、Y、Z均為氣體，三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示．根據圖中數據填空：

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

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

（3）將a mol X與b mol Y的混合氣體發生上述反應，反應到某時刻各物質的量恰好滿足：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，當下列物理量不再發生變化時：①混合氣體的壓強，②混合氣體的密度，③混合氣體的總物質的量，④混合氣體的平均相對分子質量，⑤混合氣體的顏色，⑥各反應物或生成物的反應速率之比等于化學計量數之比。

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

（2）一定能證明I2(g)＋H2(g)2HI(g)達到平衡狀態的是 _________。

（3）一定能證明A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)達到平衡狀態的是________。（注：B,C,D均為無色物質）

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

（2）有人設計將兩根 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 構成燃料電池。則此燃料電池工作時，其電極反應式為：

負極：_____________

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)根據化反應速率v=來計算化學反應速率;
(2)混合氣體的平均相對分子質量M=,混合氣體密度來判斷；
(3)根據化學反應中的三段式進行計算；

詳解: (1)反應開始至2min,以氣體Z表示的平均反應速率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分子質量M=,從開始到平衡,質量是守恒的,但是n是逐漸減小的,所以M會變大,因此，本題正確答案是:相等;變大；
(3) 根據圖示的內容知道,X和Y是反應物,X、Y、Z的變化量之比是0.3:0.1:0.2=3:1:2,反應的化學方程式為:3X+Y2Z,利用三行式找出有關量，

3X+Y2Z (設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n(X)=n(Y)=2n(Z)時, 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．化學平衡狀態時正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以此分析。

(1)對于反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，①混合氣體的壓強不變，說明氣體的物質的量不變，反應達平衡狀態，故①正確；②混合氣體的密度一直不變，故②錯誤；③混合氣體的總物質的量不變，反應達平衡狀態，故③正確；④混合氣體的平均相對分子質量，說明氣體的物質的量不變，反應達平衡狀態，故④正確；⑤混合氣體的顏色一直不變，反應達平衡狀態，故⑤錯誤；⑥只要反應發生就有各反應物或生成物的反應速率之比等于化學計量數之比，故⑥錯誤；故選：①③④；
(2)對于反應I2(g)+H2(g)2HI(g)，①混合氣體的壓強一直不變，故①錯誤；②混合氣體的密度一直不變，故②錯誤；③混合氣體的總物質的量一直不變，故③錯誤；④混合氣體的平均相對分子質量一直不變，故④錯誤；⑤混合氣體的顏色說明碘蒸氣的濃度不變，反應達平衡狀態，故⑤正確；故選：⑤。

（3）對于反應A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，①混合氣體的壓強一直不變，故①錯誤；②根據，混合氣體的密度不變，因V不變，說明氣體質量一定，即濃度不變，故②正確；③混合氣體的總物質的量一直不變，故③錯誤；④根據M=，混合氣體的平均相對分子質量不變，因n不變，m則不變，說明各組分氣體濃度不變，故④正確；⑤混合氣體為無色，故⑤錯誤；故選②④：。

Ⅲ.（1）放電時鉛失電子而作負極，根據硫酸和轉移電子之間的關系式計算；
（2）燃料電池中，負極上燃料失電子發生氧化反應，正極上氧化劑得電子發生還原反應．

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