Question

【題目】I.近年來(lái)甲醇用途日益廣泛，越來(lái)越引起商家的關(guān)注，工業(yè)上甲醇的合成途徑多種多樣。現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室中模擬甲醇合成反應(yīng)，在2 L 密閉容器內(nèi)，400 ℃時(shí)反應(yīng)：CO(g)+2H(g) CH3OH(g) △H<0，體系中n(CO)隨時(shí)間的變化如表：

時(shí)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(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(H2)=______。

（3）能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是______。

a.v(CH3OH)=2v(H2) b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

c.2V 逆(CO)= v 正(H2) d.容器內(nèi)密度保持不變

（4） CH3OH 與O2的反應(yīng)可將化學(xué)能轉(zhuǎn)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(yīng)式是______。

II.某研究性學(xué)習(xí)小組為探究鋅與鹽酸反應(yīng)，取同質(zhì)量、同體積的鋅片、同濃度鹽酸做了下列平行實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)①: 把純鋅片投入到盛有稀鹽酸的試管中，發(fā)現(xiàn)氫氣發(fā)生的速率變化如圖所示：

實(shí)驗(yàn)②: 把純鋅片投入到含FeCl3 的同濃度工業(yè)稀鹽酸中，發(fā)現(xiàn)放出氫氣的量減少。

實(shí)驗(yàn)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(wèn)題：

（1）試分析實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)②放出氫氣的量減少的原因是________。

（3）某同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)③反應(yīng)速率加快的主要原因是因?yàn)樾纬闪嗽�電池，你認(rèn)為是否正確?_____ (填“正確”或“不正確”)。請(qǐng)選擇下列相應(yīng)的a或b作答。

a、若不正確，請(qǐng)說(shuō)明原因：________________。

b、若正確則寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)③中原電池的正極電極反應(yīng)式________________。

Answer 1

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

【解析】(1) CH3OH是產(chǎn)物,隨反應(yīng)進(jìn)行其物質(zhì)的量增大；平衡時(shí)甲醇物質(zhì)的量為CO物質(zhì)的量的變化量n(CO),圖表中CO的物質(zhì)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(nèi)CO物質(zhì)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(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比,不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，a錯(cuò)誤；反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量變化，當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),b正確；2V逆(CO)=v正(H2)，反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比，兩種物質(zhì)的速率方向相反，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),c正確；根據(jù)質(zhì)量守恒定律知，混合物質(zhì)量始終不變，容器的體積不變，則容器內(nèi)混合氣體的密度始終不變，所以不能據(jù)此判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，d錯(cuò)誤；正確選項(xiàng)bc。

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

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

(2)鋅片與氯化鐵反應(yīng),導(dǎo)致與鹽酸反應(yīng)的鋅的質(zhì)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(yīng)，故氫氣量減少。

(3)實(shí)驗(yàn)(3)中鋅與銅離子發(fā)生置換反應(yīng)生成金屬銅，生成的銅與鋅形成了原電池，鋅為負(fù)極，銅為正極，負(fù)極電極反應(yīng)式為:Zn-2e-=Zn2+, H+在正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為: 2H++2e-=H2↑，綜上反應(yīng)速率加快的主要原因是因?yàn)樾纬闪嗽�電池，此推理正確；正確答案: 正確；2H++2e-=H2↑。