Question

【題目】Ⅰ（1）燃料電池是一種高效、環境友好的發電裝置。氫氧燃料電池已用于航天飛機。以氫氧化鉀溶液為電解質溶液的這種電池的負極反應式為_______________，這種電池在放電使用一段時間后，電解質溶液中的c（OHˉ）將___________（填“增大”“減小” 或“不變”）。

（2）如圖是銀鋅原電池裝置的示意圖，以硫酸銅為電解質溶液。回答下列問題：鋅為_______極，該電極上發生_________反應（“氧化”或“還原”），電極反應式為__________，該原電池的總反應離子方程式為__________________________________。

Ⅱ.一定溫度下將6mol的A及6molB混合于2L的密閉容器中,發生如下反:3A（g）+B（g）xC（g）+2D（g）,經過5分鐘后反應達到平衡,測得A的轉化率為60%,C的平均反應速率是0.36mol/（L·min）。求:

（1）平衡時D的濃度=________。

（2）B的平均反應速率v（B）=____________。

（3）x=________________。

（4）開始時容器中的壓強與平衡時的壓強之比為_______（化為最簡整數比）。

（5）以NH3代替氫氣研發燃料電池是當前科研的一個熱點。使用的電解質溶液是2mol·L-1的KOH溶液，電池總反應為：4NH3+3O2＝2N2+6H2O。該電池負極的電極反應__________；每消耗3.4gNH3轉移的電子數目為__________。

Answer 1

【答案】2H2+4OH－-4e－＝4H2O 減小 負極 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）通入氫氣的一極為電池的負極，氫氣失電子發生氧化反應，生成水，則負極的電極方程式為2H2+4OH--4e-＝4H2O；供電時的總反應為2H2+O2＝2H2O，反應生成水溶液的體積增大，則c（OH-）將減小；

（2）由圖可知，Zn為負極，負極上電極反應式為Zn-2e-=Zn2+，失去電子被氧化，為氧化反應，Ag為正極，正極上電極反應式為Cu2++2e-=Cu，該原電池的總反應離子方程式為Zn+Cu2+=Cu+Zn2+。

Ⅱ.反應3A（g）+B（g）xC（g）+2D（g）經過5分鐘后反應達到平衡，測得A的轉化率為60%，則

3A（g）+B（g）xC（g）+2D（g）

開始（mol/L）3 3 0 0

轉化（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狀態D的濃度為1.2mol/L，故答案為：1.2；

（2）B的平均反應速率υ（B）=0.6mol/L÷5min=0.12mol/（L·min）；

（3）由速率之比等于化學計量數之比可知，1/x=0.12/0.36，解得x=3；

（4）開始時容器中的壓強與平衡時的壓強之比等于反應前后的物質的量之和的比，為（6+6）mol：（1.2+2.4+0.6×3+1.2）mol/L×2L=10：11，故答案為：10：11。

（5）電池反應為：4NH3+3O2=2N2+6H2O，該電池負極是氨氣失電子生成氮氣，反應的電極反應式為2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O，反應中2mol氨氣反應電子轉移6mol電子，每消耗3.4g NH3物質的量0.2nol，轉移的電子數為0.6NA。