题目内容
【题目】活性炭可处理大气污染物NO。T℃时，在1L密闭容器中加入NO气体和炭粉，发生反应生成两种气体A和B，测得各物质的物质的量如下：
活性炭/mol | NO/mol | A/mol | B/mol | |
起始状态 | 2.030 | 0.100 | 0 | 0 |
2 min时 | 2.000 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
（1）2 min内，用NO表示该反应的平均速率v(NO)＝ mol·L-1·min-1；
（2）该反应的化学方程式是________________________________________；
（3）一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是_____ 。
①v(NO)∶v(A)∶v(B)=2∶1∶1
②混合气体的密度不再改变
③总压强不再改变
④混合气体的平均相对分子质量不再改变
（4）碳元素可形成数量众多，分布极广的有机化合物，其中甲醇是常见的燃料，甲醇燃料电池的结构示意图如下，一极通入甲醇，另外一极通入氧气；电解质溶液是稀硫酸，电池工作时总反应式：2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O。
①a处通入的物质是____，电极反应式为：______；
②b处电极反应式为_________________________；
③电池工作时H＋由 极移向 极（填正、负极）。
【答案】（1）0.03 mol·L-1·min-1；（2）C＋2NO
CO2＋N2；（3）②④ （4）①甲醇；
CH3OH＋H2O－6e－＝CO2↑＋6H＋ ②：O2＋4H＋＋4e－＝2H2O ③负；正
【解析】
试题分析：（1）根据表中数据可知2 min内，用NO表示该反应的平均速率v(NO)＝
＝0.03mol·L-1·min-1；
（2）由表中数据可知，C、NO、A、B的化学计量数之比为0.03：0.06：0.03：0.03＝1：2：1：1，反应中C被氧化，结合原子守恒可知，生成物为N2与CO2，且该反应为可逆反应，故反应方程式为C＋2NOCO2＋N2；
（3）①v(NO)∶v(A)∶v(B)＝2∶1∶1不能说明正逆反应速率是否相等，不一定达到平衡状态，错误；②反应前后气体的质量增加，容器容积不变，则混合气体的密度不再改变可以说明反应达到平衡状态，正确；③正反应是体积不变的，则总压强不再改变不能说明反应达到平衡状态，错误；④正反应是气体的质量增加的可逆反应，而混合气体的总的物质的量不变，因此混合气体的平均相对分子质量不再改变可以说明反应达到平衡状态，正确，答案选②④。
（4）①根据图知，交换膜是质子交换膜，则电解质溶液呈酸性，根据氢离子移动方向和电子的流向可知，通入a的电极为负极、通入b的电极为正极，负极上甲醇失去电子发生氧化反应，负极反应式为CH3OH＋H2O－6e－＝CO2↑＋6H＋；
②正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－＝2H2O；
③电池工作时H＋由负极移向正极。
