Question

【題目】(1)原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。若Fe、Cu和濃硝酸構(gòu)成原電池，負(fù)極是_____(填“Cu”或“Fe”)；若Zn、Ag和稀鹽酸構(gòu)成原電池，正極發(fā)生_____反應(yīng)(填“氧化“或還原”)。質(zhì)量相同的銅棒和鋅棒用導(dǎo)線連接后插入CuSO4溶液中，一段時(shí)間后，取出洗凈、干燥、稱量，二者質(zhì)量差為12.9g。則導(dǎo)線中通過的電子的物質(zhì)的量是____mol。

(2)肼－空氣堿性(KOH為電解質(zhì))燃料電池(氧化產(chǎn)物為大氣主要成分)的能量轉(zhuǎn)化率高。已知：電流效率可用單位質(zhì)量的燃料提供的電子數(shù)表示。肼－空氣堿性(KOH為電解質(zhì))燃料電池、氨氣－空氣堿性(KOH為電解質(zhì))燃料電池(氧化產(chǎn)物為大氣主要成分)的電流效率之比為____。

(3)一定溫度下，將3molA氣體和1molB氣體通入一容積固定為2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)+B(g)xC(g)，反應(yīng)1min時(shí)測得剩余1.8molA，C的濃度為0.4mol/L，x為_____。若反應(yīng)經(jīng)2min達(dá)到平衡，平衡時(shí)C的濃度____0.8mol/L(填“大于，小于或等于”)。若已知達(dá)平衡時(shí)，該容器內(nèi)混合氣休總壓強(qiáng)為p，混合氣體起始?jí)簭?qiáng)為p0。請(qǐng)用p0、p來表示達(dá)平衡時(shí)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率為________。

Answer 1

【答案】 Cu 還原 0.2 17:24 2 小于 或

【解析】（1）Fe、Cu和濃硝酸構(gòu)成原電池，Fe與濃硝酸發(fā)生鈍化，而Cu與濃硝酸發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，Cu失去電子作負(fù)極；若Zn、Ag和稀鹽酸構(gòu)成原電池，鋅與鹽酸發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，所以銀作正極，鋅作負(fù)極；質(zhì)量相同的銅棒和鋅棒用導(dǎo)線連接后插入CuSO4溶液中，鋅作負(fù)極失去電子，銅作正極，以此來解答；

（2)燃料電池中燃料在負(fù)極通入，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，據(jù)此解答。

（3）利用物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算x的值；根據(jù)隨著反應(yīng)的進(jìn)行反應(yīng)物的濃度減少，反應(yīng)速率減慢，據(jù)此判斷；相同條件下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，據(jù)此計(jì)算平衡后混合氣體總的物質(zhì)的量，利用差量法計(jì)算參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算。

（1）原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，Fe、Cu和濃硝酸構(gòu)成原電池，常溫下Fe與濃硝酸發(fā)生鈍化，而Cu與濃硝酸發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，Cu失去電子作負(fù)極，被氧化，正極上正5價(jià)的氮得到電子被還原生成二氧化氮，發(fā)生還原反應(yīng)；若Zn、Ag和稀鹽酸構(gòu)成原電池，鋅與鹽酸發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，所以銀作正極，發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)；質(zhì)量相同的銅棒和鋅棒用導(dǎo)線連接后插入CuSO4溶液中，鋅作負(fù)極失去電子，銅作正極，銅離子得到電子，1molZn失2mol電子，1mol銅離子得2mol電子，設(shè)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為xmol，則：x/2 mol×65g/mol+x/2 mol×64g/mol=12.9g，解得x=0.2；

（2）肼－空氣堿性(KOH為電解質(zhì))燃料電池中燃料肼在負(fù)極通入，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)。氧化產(chǎn)物為大氣主要成分，即為氮?dú)猓�電極反應(yīng)式為N2H4－4e－+4OH－＝N2+4H2O，1mol肼即32g肼失去4mol電子；氨氣－空氣堿性(KOH為電解質(zhì))燃料電池(氧化產(chǎn)物為大氣主要成分)中負(fù)極是氨氣失去電子，電極反應(yīng)式為2NH3－6e－+6OH－＝N2+6H2O，2mol氨氣即34g氨氣失去6mol電子，所以二者的電流效率之比為；

（3）反應(yīng)1min時(shí)測得剩余1.8molA，C的濃度為0.4mol/L，參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量為3mol-1.8mol=1.2mol，濃度是0.6mol/L，根據(jù)濃度變化量之比是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知x＝；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)速率逐漸減小，若反應(yīng)經(jīng)2min達(dá)到平衡，后1min的平均速率小于前1min的平均速率，前1min內(nèi)C的濃度變化為0.4mol/L，則后1min內(nèi)C的濃度變化小于0.4mol/L，故平衡時(shí)C的濃度小于0.8mol/L；若已知達(dá)平衡時(shí)，該容器內(nèi)混合氣體總壓強(qiáng)為p，混合氣體起始?jí)簭?qiáng)為p0，故平衡后混合氣體總的物質(zhì)的量為（3mol+1mol）×p/p0=4p/p0mol，故平衡后混合氣體物質(zhì)的量減少量為（4-4p/p0）mol，則根據(jù)方程式可知

3A(g)+B(g)2C(g) 物質(zhì)的量減少△n

3 2

n（A） （4-4p/p0）mol

故n（A）=（6-6p/p0）mol

因此A的轉(zhuǎn)化率=（6-6p/p0）mol/3mol×100%=。