Question

【题目】I.近年来甲醇用途日益广泛，越来越引起商家的关注，工业上甲醇的合成途径多种多样。现有实验室中模拟甲醇合成反应，在2 L 密闭容器内，400 ℃时反应：CO(g)+2H(g) CH3OH(g) △H<0，体系中n(CO)随时间的变化如表：

时间(s)	0	1	2	3	5
n(CO)(mol)	0.020	0.011	0.008	0.007	0.007

（1）图中表示CH3OH 的变化的曲线是_______。

（2）用H2 表示从0~2s 内该反应的平均速率v(H2)=______。

（3）能说明该反应已达到平衡状态的是______。

a.v(CH3OH)=2v(H2) b.容器内压强保持不变

c.2V 逆(CO)= v 正(H2) d.容器内密度保持不变

（4） CH3OH 与O2的反应可将化学能转化为电能，其工作原理如右图所示，图中CH3OH 从______(填A 或B)通入， b 极的电极反应式是______。

II.某研究性学习小组为探究锌与盐酸反应，取同质量、同体积的锌片、同浓度盐酸做了下列平行实验：

实验①: 把纯锌片投入到盛有稀盐酸的试管中，发现氢气发生的速率变化如图所示：

实验②: 把纯锌片投入到含FeCl3 的同浓度工业稀盐酸中，发现放出氢气的量减少。

实验③: 在盐酸中滴入几滴CuCl2溶液，生成氢气速率加快。

试回答下列问题：

（1）试分析实验①中t1~t2速率变化的主要原因是_______________。 t2~t3速率变化的主要原因是______________。

（2）实验②放出氢气的量减少的原因是________。

（3）某同学认为实验③反应速率加快的主要原因是因为形成了原电池，你认为是否正确?_____ (填“正确”或“不正确”)。请选择下列相应的a或b作答。

a、若不正确，请说明原因：________________。

b、若正确则写出实验③中原电池的正极电极反应式________________。

Answer 1

【答案】 b 0.006mol/(Ls) bc A O2+4e-+2H2O=4OH- 反应放热，溶液温度升高，反应速率加快 随反应进行，盐酸的浓度减小较大，反应速度减慢 Fe3+氧化性大于H+，所以锌先与Fe3+反应，故氢气量减少 正确 2H++2e-=H2↑

【解析】(1) CH3OH是产物,随反应进行其物质的量增大；平衡时甲醇物质的量为CO物质的量的变化量n(CO),图表中CO的物质的量0-3s变化0.02-0.007=0.013mol，浓度变化为0.013/2=0.0065mol/L，所以甲醇浓度变化量为0.0065mol/L，所以图象中只有b符合；正确答案:b。

(2) 0~2s内CO物质的量变化0.02-0.008=0.012 mol，v(CO)=0.012/2×2=0.003 mol/(Ls),平均速率v(H2)=2v(CO)= 0.006mol/(Ls)，正确答案：0.006mol/(Ls)。

（3）v(CH3OH)=2v(H2) 不符合反应速率之比等于化学方程式计量数之比,不能说明反应已达到平衡状态，a错误；反应前后气体物质的量变化，当容器内压强保持不变说明反应达到平衡状态,b正确；2V逆(CO)=v正(H2)，反应速率之比等于化学方程式计量数之比，两种物质的速率方向相反，反应达到平衡状态,c正确；根据质量守恒定律知，混合物质量始终不变，容器的体积不变，则容器内混合气体的密度始终不变，所以不能据此判断是否达到平衡状态，d错误；正确选项bc。

（4）电子由a流向b说明a为负极,b为正极, CH3OH与O2的反应可将化学能转化为电能,甲醇失电子发生氧化反应,所以CH3OH从A通,B通入氧气,b电极发生的电极反应为氧气得到电子生成氢氧根离子,电极反应为: O2+4e-+2H2O=4OH- ；正确答案: A；O2+4e-+2H2O=4OH-。

II. （1）开始温度起主要作用，纯锌与稀盐酸反应，放出热量,温度升高, t1~t2速率加快；后期c(H+)起主导作用,随着反应进行c(H+)降低， t2~t3反应速率减慢；正确答案：反应放热，溶液温度升高,反应速率加快；随反应进行,盐酸的浓度减小较大，反应速度减慢。

(2)锌片与氯化铁反应,导致与盐酸反应的锌的质量减少,生成氢气量减少；正确答案: Fe3+氧化性大于H+，所以锌先与Fe3+反应，故氢气量减少。

(3)实验(3)中锌与铜离子发生置换反应生成金属铜，生成的铜与锌形成了原电池，锌为负极，铜为正极，负极电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+, H+在正极发生还原反应，电极反应式为: 2H++2e-=H2↑，综上反应速率加快的主要原因是因为形成了原电池，此推理正确；正确答案: 正确；2H++2e-=H2↑。