Question

【題目】I.近年來甲醇用途日益廣泛，越來越引起商家的關注，工業上甲醇的合成途徑多種多樣。現有實驗室中模擬甲醇合成反應，在2 L 密閉容器內，400 ℃時反應：CO(g)+2H(g) CH3OH(g) △H<0，體系中n(CO)隨時間的變化如表：

時間(s)	0	1	2	3	5
n(CO)(mol)	0.020	0.011	0.008	0.007	0.007

（1）圖中表示CH3OH 的變化的曲線是_______。

（2）用H2 表示從0~2s 內該反應的平均速率v(H2)=______。

（3）能說明該反應已達到平衡狀態的是______。

a.v(CH3OH)=2v(H2) b.容器內壓強保持不變

c.2V 逆(CO)= v 正(H2) d.容器內密度保持不變

（4） CH3OH 與O2的反應可將化學能轉化為電能，其工作原理如右圖所示，圖中CH3OH 從______(填A 或B)通入， b 極的電極反應式是______。

II.某研究性學習小組為探究鋅與鹽酸反應，取同質量、同體積的鋅片、同濃度鹽酸做了下列平行實驗：

實驗①: 把純鋅片投入到盛有稀鹽酸的試管中，發現氫氣發生的速率變化如圖所示：

實驗②: 把純鋅片投入到含FeCl3 的同濃度工業稀鹽酸中，發現放出氫氣的量減少。

實驗③: 在鹽酸中滴入幾滴CuCl2溶液，生成氫氣速率加快。

試回答下列問題：

（1）試分析實驗①中t1~t2速率變化的主要原因是_______________。 t2~t3速率變化的主要原因是______________。

（2）實驗②放出氫氣的量減少的原因是________。

（3）某同學認為實驗③反應速率加快的主要原因是因為形成了原電池，你認為是否正確?_____ (填“正確”或“不正確”)。請選擇下列相應的a或b作答。

a、若不正確，請說明原因：________________。

b、若正確則寫出實驗③中原電池的正極電極反應式________________。

Answer 1

【答案】 b 0.006mol/(Ls) bc A O2+4e-+2H2O=4OH- 反應放熱，溶液溫度升高，反應速率加快 隨反應進行，鹽酸的濃度減小較大，反應速度減慢 Fe3+氧化性大于H+，所以鋅先與Fe3+反應，故氫氣量減少 正確 2H++2e-=H2↑

【解析】(1) CH3OH是產物,隨反應進行其物質的量增大；平衡時甲醇物質的量為CO物質的量的變化量n(CO),圖表中CO的物質的量0-3s變化0.02-0.007=0.013mol，濃度變化為0.013/2=0.0065mol/L，所以甲醇濃度變化量為0.0065mol/L，所以圖象中只有b符合；正確答案:b。

(2) 0~2s內CO物質的量變化0.02-0.008=0.012 mol，v(CO)=0.012/2×2=0.003 mol/(Ls),平均速率v(H2)=2v(CO)= 0.006mol/(Ls)，正確答案：0.006mol/(Ls)。

（3）v(CH3OH)=2v(H2) 不符合反應速率之比等于化學方程式計量數之比,不能說明反應已達到平衡狀態，a錯誤；反應前后氣體物質的量變化，當容器內壓強保持不變說明反應達到平衡狀態,b正確；2V逆(CO)=v正(H2)，反應速率之比等于化學方程式計量數之比，兩種物質的速率方向相反，反應達到平衡狀態,c正確；根據質量守恒定律知，混合物質量始終不變，容器的體積不變，則容器內混合氣體的密度始終不變，所以不能據此判斷是否達到平衡狀態，d錯誤；正確選項bc。

（4）電子由a流向b說明a為負極,b為正極, CH3OH與O2的反應可將化學能轉化為電能,甲醇失電子發生氧化反應,所以CH3OH從A通,B通入氧氣,b電極發生的電極反應為氧氣得到電子生成氫氧根離子,電極反應為: O2+4e-+2H2O=4OH- ；正確答案: A；O2+4e-+2H2O=4OH-。

II. （1）開始溫度起主要作用，純鋅與稀鹽酸反應，放出熱量,溫度升高, t1~t2速率加快；后期c(H+)起主導作用,隨著反應進行c(H+)降低， t2~t3反應速率減慢；正確答案：反應放熱，溶液溫度升高,反應速率加快；隨反應進行,鹽酸的濃度減小較大，反應速度減慢。

(2)鋅片與氯化鐵反應,導致與鹽酸反應的鋅的質量減少,生成氫氣量減少；正確答案: Fe3+氧化性大于H+，所以鋅先與Fe3+反應，故氫氣量減少。

(3)實驗(3)中鋅與銅離子發生置換反應生成金屬銅，生成的銅與鋅形成了原電池，鋅為負極，銅為正極，負極電極反應式為:Zn-2e-=Zn2+, H+在正極發生還原反應，電極反應式為: 2H++2e-=H2↑，綜上反應速率加快的主要原因是因為形成了原電池，此推理正確；正確答案: 正確；2H++2e-=H2↑。