Question

【题目】请按要求回答下列问题：

(1)在2L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：

时间(s)	0	1	2	3	4	5
n(NO)(mol)	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

①如图中，表示NO2变化曲线的是_______ 。用O2表示从0s ～2s内该反应的平均速率V=__________。

②能说明该反应已达到平衡状态的是___________

A.v(NO2)=2v(O2) B.容器内压强保持不变

C.容器中氧气体积分数不变 D.容器内密度保持不变

(2)为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，试完成有关问题：

实验编号	电极材料	电解质溶液
1	Al、Mg	稀盐酸
2	Al、Cu	稀盐酸
3	Al、C(石墨)	稀盐酸
4	Al、Mg	氢氧化钠溶液
5	Al、Zn	浓硝酸

①实验1中Al所作的电极是______(填“正极”或“负极”)。

②实验2中H+移向______(填“Al”或“Cu”)，Cu极发生_____反应(填“氧化”或“还原”)。

③实验3中石墨的电极反应式： _________________。

④实验4中铝作______极，写出总反应的化学方程式：_______________________。

⑤实验5中负极的电极反应式为：__________________________。

Answer 1

【答案】b 1.5×10-3mol/(L·s) B、C 正极 Cu 还原 2H++2e-=H2↑ 负 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ Zn-2e-=Zn2+

【解析】

(1)①由表中数据可知从3s开始，NO的物质的量为0.007mol，不再变化，3s时反应达平衡；NO2是产物，随反应进行浓度增大，平衡时浓度为NO浓度的变化量△c(NO)，根据反应中NO、NO2物质的量变化关系确定NO2的变化曲线；根据v=计算v(NO)，再利用速率之比等于化学计量数之比计算v(O2)；

②可逆反应达到平衡时，v正=V逆（同种物质表示）或正逆速率之比等于化学计量数之比（不同物质表示），反应混合物各组分的物质的量、浓度、含量不再变化，以及由此衍生的一些量也不发生变化，由此进行判断；

(2)金属与酸构成的原电池中，活泼金属作负极，不活泼的金属或非金属为正极；在实验4金属与碱溶液混合时，Al为负极，Mg为正极，电池反应为2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑；实验5中Al遇浓硝酸发生钝化，发生Zn与浓硝酸的氧化还原反应，Zn作负极，Al作正极。

(1) ①由表中数据可知从3s开始，NO的物质的量为0.007mol，不再变化，△c(NO)==0.0065mol/L，NO2是产物，随反应进行浓度增大，平衡时浓度不变，等于NO浓度的变化量，c(NO2)=△c(NO)=0.0065mol/L，所以图中表示NO2变化的曲线是b；

2s内用NO表示的平均反应速率v(NO)==3.0×10-3mol/(L·s)，根据反应在用不同物质表示的反应速率比等于化学计量数的比可知v(NO)：v(O2)=2：1，所以v(O2)= v(NO)= 1.5×10-3mol/(L·s)；

②A.无论反应是否达到平衡状态，反应速率始终关系是v(NO2)=2v(O2) ，不能据此判断平衡状态，A错误；

B.该反应是反应前后气体物质的量不等的反应，容器的容积不变，若容器内压强保持不变，则反应处于平衡状态，B正确；

C.若反应未达到平衡，则反应体系中任何一组分的物质的量就会发生变化，气体的总物质的就变化，若容器中氧气体积分数不变，则反应达到平衡，C正确；

D.容器的容积不变，反应混合物都是气体，气体的质量不变，因此任何情况下容器内密度都保持不变，故不能据此判断反应是否处于平衡状态，D错误；

故合理选项是BC；

(2)①实验1中由于金属活动性Mg>Al，所以在构成的原电池中，Mg为负极，Al为正极；

②实验2金属活动性Al>Cu，Al为负极，失去电子，Cu为正极，电子由Al经导线流向Cu电极，溶液中H+在正极Cu上获得电子变为H2逸出，所以H+移向Cu电极，Cu极发生还原反应；

③实验3由于电极活动性Al>C，所以石墨电极是正极，H+获得电子，发生还原反应，石墨电极的电极反应式为：2H++2e-=H2↑；

④实验4中Mg与NaOH溶液不能反应，而Al电极反应，所以铝作负极，总反应的化学方程式：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑；

⑤实验5中Al遇浓硝酸发生钝化，发生Zn与浓硝酸的氧化还原反应，Zn作负极，Al作正极，负极的电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+。