Question

【題目】Ⅰ（1）燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置。氫氧燃料電池已用于航天飛機(jī)。以氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液的這種電池的負(fù)極反應(yīng)式為_______________，這種電池在放電使用一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液中的c（OHˉ）將___________（填“增大”“減小” 或“不變”）。

（2）如圖是銀鋅原電池裝置的示意圖，以硫酸銅為電解質(zhì)溶液。回答下列問題：鋅為_______極，該電極上發(fā)生_________反應(yīng)（“氧化”或“還原”），電極反應(yīng)式為__________，該原電池的總反應(yīng)離子方程式為__________________________________。

Ⅱ.一定溫度下將6mol的A及6molB混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反:3A（g）+B（g）xC（g）+2D（g）,經(jīng)過5分鐘后反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得A的轉(zhuǎn)化率為60%,C的平均反應(yīng)速率是0.36mol/（L·min）。求:

（1）平衡時(shí)D的濃度=________。

（2）B的平均反應(yīng)速率v（B）=____________。

（3）x=________________。

（4）開始時(shí)容器中的壓強(qiáng)與平衡時(shí)的壓強(qiáng)之比為_______（化為最簡(jiǎn)整數(shù)比）。

（5）以NH3代替氫氣研發(fā)燃料電池是當(dāng)前科研的一個(gè)熱點(diǎn)。使用的電解質(zhì)溶液是2mol·L-1的KOH溶液，電池總反應(yīng)為：4NH3+3O2＝2N2+6H2O。該電池負(fù)極的電極反應(yīng)__________；每消耗3.4gNH3轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為__________。

Answer 1

【答案】2H2+4OH－-4e－＝4H2O 減小 負(fù)極 氧化 Zn-2e-＝Zn2+ Zn+Cu2+＝Cu+Zn2+ 1.2mol/L 0.12mol/（L·min） 3 10:11 2NH3-6e-+6OH-＝N2+6H2O 0.6NA

【解析】

Ⅰ.（1）通入氫氣的一極為電池的負(fù)極，氫氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成水，則負(fù)極的電極方程式為2H2+4OH--4e-＝4H2O；供電時(shí)的總反應(yīng)為2H2+O2＝2H2O，反應(yīng)生成水溶液的體積增大，則c（OH-）將減小；

（2）由圖可知，Zn為負(fù)極，負(fù)極上電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+，失去電子被氧化，為氧化反應(yīng)，Ag為正極，正極上電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu，該原電池的總反應(yīng)離子方程式為Zn+Cu2+=Cu+Zn2+。

Ⅱ.反應(yīng)3A（g）+B（g）xC（g）+2D（g）經(jīng)過5分鐘后反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得A的轉(zhuǎn)化率為60%，則

3A（g）+B（g）xC（g）+2D（g）

開始（mol/L）3 3 0 0

轉(zhuǎn)化（mol/L）3×60% 0.6 0.6x 1.2

平衡（mol/L）1.2 2.4 0.6x 1.2

（1）由上述分析可知平衡狀態(tài)D的濃度為1.2mol/L，故答案為：1.2；

（2）B的平均反應(yīng)速率υ（B）=0.6mol/L÷5min=0.12mol/（L·min）；

（3）由速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知，1/x=0.12/0.36，解得x=3；

（4）開始時(shí)容器中的壓強(qiáng)與平衡時(shí)的壓強(qiáng)之比等于反應(yīng)前后的物質(zhì)的量之和的比，為（6+6）mol：（1.2+2.4+0.6×3+1.2）mol/L×2L=10：11，故答案為：10：11。

（5）電池反應(yīng)為：4NH3+3O2=2N2+6H2O，該電池負(fù)極是氨氣失電子生成氮?dú)猓�反�?yīng)的電極反應(yīng)式為2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O，反應(yīng)中2mol氨氣反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移6mol電子，每消耗3.4g NH3物質(zhì)的量0.2nol，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.6NA。