Question

【題目】（1）一定溫度下，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示：

①反應開始到平衡，用Z表示的反應速率為_____________mol·L－1·s－1。

②Y的轉化率為_________________。

③該反應的化學方程式為_____________________________________________。

（2）利用銅棒、鋅片和200ml稀硫酸組成原電池，將化學能轉化為電能，當銅棒上共產生3.36L（標準狀況）氣體時，硫酸恰好全部被消耗。請回答下列問題：

①該原電池的正極反應式為：_________________________________。

②計算原稀硫酸的物質的量濃度為___________________。

③若將銅棒換成鐵片，仍按題給方式組合起來，能否組成原電池呢？_______（填“能”或“不能”） 若能組成原電池，此原電池的負極反應式是______________。

Answer 1

【答案】 0.079 79% X + Y 2Z 2H+ + 2e-＝H2↑ 0.75mol/L 能 Zn - 2e-＝Zn2+

【解析】（1）①根據圖像可知X和Y的物質的量減少，是反應物，Z的物質的量增加，是生成物，10s時反應達到平衡狀態，消耗X是1.20mol-0.41mol=0.79mol，消耗Y是1.00mol-0.21mol=0.79mol，生成Z是1.58mol，根據變化量之比是相應的化學計量數之比可知該反應的化學方程式為X + Y2Z。反應開始到平衡，用Z表示的反應速率為＝0.079mol·L－1·s－1。②Y的轉化率為0.79mol/1.00mol×100%＝79%。③根據以上分析可知該反應的化學方程式為X + Y2Z。

（2）①鋅比銅活潑，鋅是負極，銅是正極，溶液中氫離子放電，則該原電池的正極反應式為2H+ + 2e－＝H2↑。②3.36L氣體是氫氣，物質的量是3.36L÷22.4L/mol＝0.15mol，根據氫原子守恒可知硫酸的物質的量是0.15mol，所以原稀硫酸的物質的量濃度為0.15mol÷0.2L=0.75mol/L。③鋅比鐵活潑，若將銅棒換成鐵片，仍按題給方式組合起來，仍然能夠組成原電池，其中負極是仍然是鋅，負極反應式是Zn－2e－＝Zn2+。

電極：掌握原電池的工作原理是解答的關鍵，即原電池中較活潑的金屬是負極，失去電子，發生氧化反應。電子經導線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發生還原反應。