Question

【題目】（1）一定溫度下，在容積為V L的密閉容器中進行反應：aN(g)bM(g)，M、N的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示：

①此反應的化學方程式中a ：b=__________

②t1到t2時刻，以M的濃度變化表示的平均反應速率為：_________________

③下列敘述中能說明上述反應達到平衡狀態的是______________

A．反應中M與N的物質的量之比為1︰1

B．混合氣體的總質量不隨時間的變化而變化

C．混合氣體的總物質的量不隨時間的變化而變化

D．單位時間內每消耗a mol N，同時生成b mol M

E．混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化

F．N的質量分數在混合氣體中保持不變

（2）如圖是某鋅錳干電池的基本構造圖。

①該干電池的總反應式為2MnO2+Zn+2H2O=2MnO(OH)+ Zn(OH)2，該電池的負極是___________，工作時正極的電極反應式是______________________________。

②關于該電池的使用和性能，下列說法正確的是____________

A．該電池屬于蓄電池

B．電池工作時OH-向負極移動

C．該電池的電解質溶液是H2SO4溶液

D．該電池用完后可隨意丟棄，不需要回收處理

（3）另一種常用的電池鋰電池由于比容量（單位質量電極材料所能轉換的電量）特別大而廣泛用于心臟起搏器，它的負極材料用金屬鋰制成，電解質溶液需用非水溶液配制，請用化學方程式表示不能用水溶液的原因_______________________________。

（4）燃料電池的工作原理是將燃料和氧化劑(如O2)反應所放出的化學能直接轉化為電能。現設計一氫氧燃料電池，以電極a為正極，電極b為負極，采用氫氧化鈉溶液為電解液，則氧氣應通入_________極(填序號)，電解質溶液的pH將____________(填“變大”，“變小”或“不變”)

Answer 1

【答案】2︰1 mol·(L·min)-1 CEF Zn或鋅 2MnO2+2e-+2H2O=2 MnO(OH)+ 2OH-或MnO2+e-+H2O= MnO(OH)+ OH- B 2Li+2H2O=2 LiOH+ H2↑ a 變小

【解析】

（1）①一定溫度下，在容積為V L的密閉容器中化學反應中，單位時間，各物質的變化量與系數成正比；

②由圖可以求出t1到t2時刻M的物質的量變化量，根據v=進行計算；

③ 可逆反應得到平衡后，正逆反應速率相等，各物質濃度保持不變以及由此衍生出的其它物理量進行分析；

（2）①電池負極發生氧化反應，由總反應可知，負極材料是Zn；正極為MnO2發生還原反應；

②根據原電池原理及組成特點，結合極反應進行分析；

（3）金屬鋰為堿金屬，能與水發生反應；

（4）燃料電池工作過程中，通入氧氣的電極發生還原反應，為正極；反應過程中有水產生，因此工作過程中NaOH濃度減小，溶液的pH將減小。

（1）①參加反應的N的物質的量為8mol2mol=6mol，生成的M的物質的量是5mol2mol=3mol；一定溫度下，在容積為V L的密閉容器中化學反應中，單位時間，各物質的變化量與系數成正比，所以此反應的化學方程式中a:b=2:1，故答案為：2:1；

②由圖可知，t1到t2時刻M的物質的量變化為4mol3mol=1mol，；

③ A．平衡時反應混合物各組分的物質的量不變，但各組分的物質的量不一定相等，故A不符合題意；

B．混合氣體的總質量始終不變，混合氣體總質量不變不能說明到達平衡，故B不符合題意；

C．由于a≠b，隨反應進行混合氣體總物質的量發生變化，混合氣體的總物質的量不隨時間的變化而變化，說明到達平衡，故C符合題意；

D．單位時間內消耗amolN，同時生成bmolM，都表示正反應速率，反應始終按此關系進行，不能說明到達平衡，故D不符合題意；

E．由于a≠b，隨反應進行混合氣體總物質的量發生變化，混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化，說明混合氣體總的物質的量再不變，說明反應到達平衡，故E符合題意；

F．N的轉化率達到最大，且保持不變，說明可逆反應到達最大限度平衡狀態，故F符合題意；

故答案為：CEF；

（2）①電池負極發生氧化反應，由總反應可知，負極材料是Zn；正極為MnO2發生還原反應，其電極反應式為：2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-或MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+ OH-；

②A．該電池為一次電池，故A錯誤；

B．電池工作過程中，陰離子向氧化電極移動，OH-向負極移動，故B正確；

C．由電池總反應可知，該電池電解質為堿性，不能為H2SO4溶液，故C錯誤；

D．該電池中含有重金屬元素錳，使用后不能隨意丟棄，故D錯誤；

故答案為：B；

（3）金屬鋰為堿金屬，能與水發生反應，其反應為：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，因此不能用水溶液做電解質；

（4）燃料電池工作過程中，通入氧氣的電極發生還原反應，為正極，因此氧氣應通入電極a；電池的總反應為：2H2+O2=2H2O，因此工作過程中NaOH濃度減小，溶液的pH將減小。