题目内容
【题目】Ⅰ（1）燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置。氢氧燃料电池已用于航天飞机。以氢氧化钾溶液为电解质溶液的这种电池的负极反应式为_______________，这种电池在放电使用一段时间后，电解质溶液中的c（OHˉ）将___________（填“增大”“减小” 或“不变”）。
（2）如图是银锌原电池装置的示意图，以硫酸铜为电解质溶液。回答下列问题：锌为_______极，该电极上发生_________反应（“氧化”或“还原”），电极反应式为__________，该原电池的总反应离子方程式为__________________________________。
Ⅱ.一定温度下将6mol的A及6molB混合于2L的密闭容器中,发生如下反:3A（g）+B（g）
xC（g）+2D（g）,经过5分钟后反应达到平衡,测得A的转化率为60%,C的平均反应速率是0.36mol/（L·min）。求:
（1）平衡时D的浓度=________。
（2）B的平均反应速率v（B）=____________。
（3）x=________________。
（4）开始时容器中的压强与平衡时的压强之比为_______（化为最简整数比）。
（5）以NH3代替氢气研发燃料电池是当前科研的一个热点。使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液，电池总反应为：4NH3+3O2＝2N2+6H2O。该电池负极的电极反应__________；每消耗3.4gNH3转移的电子数目为__________。
【答案】2H2+4OH－-4e－＝4H2O 减小 负极 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）通入氢气的一极为电池的负极，氢气失电子发生氧化反应，生成水，则负极的电极方程式为2H2+4OH--4e-＝4H2O；供电时的总反应为2H2+O2＝2H2O，反应生成水溶液的体积增大，则c（OH-）将减小；
（2）由图可知，Zn为负极，负极上电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，失去电子被氧化，为氧化反应，Ag为正极，正极上电极反应式为Cu2++2e-=Cu，该原电池的总反应离子方程式为Zn+Cu2+=Cu+Zn2+。
Ⅱ.反应3A（g）+B（g）
xC（g）+2D（g）经过5分钟后反应达到平衡，测得A的转化率为60%，则
3A（g）+B（g）xC（g）+2D（g）
开始（mol/L）3 3 0 0
转化（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状态D的浓度为1.2mol/L，故答案为：1.2；
（2）B的平均反应速率υ（B）=0.6mol/L÷5min=0.12mol/（L·min）；
（3）由速率之比等于化学计量数之比可知，1/x=0.12/0.36，解得x=3；
（4）开始时容器中的压强与平衡时的压强之比等于反应前后的物质的量之和的比，为（6+6）mol：（1.2+2.4+0.6×3+1.2）mol/L×2L=10：11，故答案为：10：11。
（5）电池反应为：4NH3+3O2=2N2+6H2O，该电池负极是氨气失电子生成氮气，反应的电极反应式为2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O，反应中2mol氨气反应电子转移6mol电子，每消耗3.4g NH3物质的量0.2nol，转移的电子数为0.6NA。
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