Question

【題目】請按要求回答下列問題：

(1)在2L密閉容器內(nèi)，800℃時(shí)反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)體系中，n(NO)隨時(shí)間的變化如下表：

時(shí)間(s)	0	1	2	3	4	5
n(NO)(mol)	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

①如圖中，表示NO2變化曲線的是_______ 。用O2表示從0s ～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率V=__________。

②能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________

A.v(NO2)=2v(O2) B.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

C.容器中氧氣體積分?jǐn)?shù)不變 D.容器內(nèi)密度保持不變

(2)為了探究鋁電極在原電池中的作用，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn)，試完成有關(guān)問題：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	電極材料	電解質(zhì)溶液
1	Al、Mg	稀鹽酸
2	Al、Cu	稀鹽酸
3	Al、C(石墨)	稀鹽酸
4	Al、Mg	氫氧化鈉溶液
5	Al、Zn	濃硝酸

①實(shí)驗(yàn)1中Al所作的電極是______(填“正極”或“負(fù)極”)。

②實(shí)驗(yàn)2中H+移向______(填“Al”或“Cu”)，Cu極發(fā)生_____反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。

③實(shí)驗(yàn)3中石墨的電極反應(yīng)式： _________________。

④實(shí)驗(yàn)4中鋁作______極，寫出總反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________。

⑤實(shí)驗(yàn)5中負(fù)極的電極反應(yīng)式為：__________________________。

Answer 1

【答案】b 1.5×10-3mol/(L·s) B、C 正極 Cu 還原 2H++2e-=H2↑ 負(fù) 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ Zn-2e-=Zn2+

【解析】

(1)①由表中數(shù)據(jù)可知從3s開始，NO的物質(zhì)的量為0.007mol，不再變化，3s時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡；NO2是產(chǎn)物，隨反應(yīng)進(jìn)行濃度增大，平衡時(shí)濃度為NO濃度的變化量△c(NO)，根據(jù)反應(yīng)中NO、NO2物質(zhì)的量變化關(guān)系確定NO2的變化曲線；根據(jù)v=計(jì)算v(NO)，再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v(O2)；

②可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v正=V逆（同種物質(zhì)表示）或正逆速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比（不同物質(zhì)表示），反應(yīng)混合物各組分的物質(zhì)的量、濃度、含量不再變化，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，由此進(jìn)行判斷；

(2)金屬與酸構(gòu)成的原電池中，活潑金屬作負(fù)極，不活潑的金屬或非金屬為正極；在實(shí)驗(yàn)4金屬與堿溶液混合時(shí)，Al為負(fù)極，Mg為正極，電池反應(yīng)為2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑；實(shí)驗(yàn)5中Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，發(fā)生Zn與濃硝酸的氧化還原反應(yīng)，Zn作負(fù)極，Al作正極。

(1) ①由表中數(shù)據(jù)可知從3s開始，NO的物質(zhì)的量為0.007mol，不再變化，△c(NO)==0.0065mol/L，NO2是產(chǎn)物，隨反應(yīng)進(jìn)行濃度增大，平衡時(shí)濃度不變，等于NO濃度的變化量，c(NO2)=△c(NO)=0.0065mol/L，所以圖中表示NO2變化的曲線是b；

2s內(nèi)用NO表示的平均反應(yīng)速率v(NO)==3.0×10-3mol/(L·s)，根據(jù)反應(yīng)在用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)的比可知v(NO)：v(O2)=2：1，所以v(O2)= v(NO)= 1.5×10-3mol/(L·s)；

②A.無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)速率始終關(guān)系是v(NO2)=2v(O2) ，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；

B.該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不等的反應(yīng)，容器的容積不變，若容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，則反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，B正確；

C.若反應(yīng)未達(dá)到平衡，則反應(yīng)體系中任何一組分的物質(zhì)的量就會(huì)發(fā)生變化，氣體的總物質(zhì)的就變化，若容器中氧氣體積分?jǐn)?shù)不變，則反應(yīng)達(dá)到平衡，C正確；

D.容器的容積不變，反應(yīng)混合物都是氣體，氣體的質(zhì)量不變，因此任何情況下容器內(nèi)密度都保持不變，故不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤；

故合理選項(xiàng)是BC；

(2)①實(shí)驗(yàn)1中由于金屬活動(dòng)性Mg>Al，所以在構(gòu)成的原電池中，Mg為負(fù)極，Al為正極；

②實(shí)驗(yàn)2金屬活動(dòng)性Al>Cu，Al為負(fù)極，失去電子，Cu為正極，電子由Al經(jīng)導(dǎo)線流向Cu電極，溶液中H+在正極Cu上獲得電子變?yōu)?/span>H2逸出，所以H+移向Cu電極，Cu極發(fā)生還原反應(yīng)；

③實(shí)驗(yàn)3由于電極活動(dòng)性Al>C，所以石墨電極是正極，H+獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，石墨電極的電極反應(yīng)式為：2H++2e-=H2↑；

④實(shí)驗(yàn)4中Mg與NaOH溶液不能反應(yīng)，而Al電極反應(yīng)，所以鋁作負(fù)極，總反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑；

⑤實(shí)驗(yàn)5中Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，發(fā)生Zn與濃硝酸的氧化還原反應(yīng)，Zn作負(fù)極，Al作正極，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Zn-2e-=Zn2+。