题目内容
【题目】(1)已知在2L的容器中进行下列可逆反应,各物质的有关数据如下:
aA (g)+ bB (g)
2C(g)
起始物质的量浓度(mol/L): 1.5 1 0
2s末物质的量浓度(mol/L): 0.9 0.8 0.4
则:①该可逆反应的化学方程式可表示为 ;
②0到2s用物质B来表示的反应速率为 ;
③从反应开始到2s末,A的转化率为 ;
④下列事实能够说明上述反应在该条件下已经达到化学平衡状态的是 。
A.容器内气体的密度不变
B.vA︰vB︰vC=3︰2︰2
C.vB(反应)= vC(生成)
D.容器内气体的总压强保持不变
E.容器内气体C的物质的量分数保持不变
(2)①锌电池有望代替铅蓄电池,它的构成材料是锌、空气、某种电解质溶液,发生的总反应式是:
2Zn+O2=2ZnO。则该电池的负极材料是 ;当导线中有1 mol电子通过时,理论上消耗的O2在标准状况下的体积是 。
②瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池示意图如下,该燃料电池工作时,外电路中电子的流动方向是从电极 到电极 ;电池的总反应为 。
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【答案】(1)①3A (g)+ B (g)
2C(g);②0.1 mol/(L·s);③ 40%;④ DE;(2)①锌、5.6L;②1,2 ,4NH3+3O2=2N2+6H2O。
【解析】
试题分析:(1)化学反应速率之比等于化学计量数之比,同体积同时间化学计量数之比等于物质的量浓度之比,即a:b:2=(1.5-0.9):(1-0.8):0.4=3:1:2,其化学反应方程式为:3A (g)+ B (g)
2C(g);②根据化学反应速率的表达式,v(B)=(1-0.8)/2mol/(L·s)=0.1 mol/(L·s);③转化率=消耗的量/总的量×100%=(1.5-0.9)/1.5×100%=40%;④A、ρ=m/V,恒容状态下,V不变,气体总质量不变,因此密度不能作为达到平衡的标志,故错误;B、反应任何时刻速率之比等于化学计量数之比,不能判断达到化学平衡,故错误;C、反应方向都是向正反应方向进行,不能作为达到平衡的标志,故错误;D、反应前后气体系数之和不相等,因此压强不变,说明反应达到化学平衡,故正确;E、根据化学平衡状态定义,当组分的浓度不变,说明达到平衡,故正确;(2)①负极上参加的反应,化合价升高,被氧化,分析反应方程式的化合价,Zn的化合价升高,负极材料为Zn,1molO2参加反应得到4mole-,转移1mol电子,消耗氧气的物质的量为0.25mol,V(O2)=0.25×22.4L=5.6L;②通氧气的一极为正极,则另一极为负极,电子从负极经外电路流向正极,即1流向2,负极电极反应式:2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O,正极电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,联立解得:4NH3+3O2=2N2+6H2O。