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(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示：

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

②Y的轉(zhuǎn)化率為_________________。

③該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________。

（2）利用銅棒、鋅片和200ml稀硫酸組成原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，當(dāng)銅棒上共產(chǎn)生3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體時(shí)，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(yīng)式為：_________________________________。

②計(jì)算原稀硫酸的物質(zhì)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(fù)極反應(yīng)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(jù)圖像可知X和Y的物質(zhì)的量減少，是反應(yīng)物，Z的物質(zhì)的量增加，是生成物，10s時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，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(jù)變化量之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為X + Y2Z。反應(yīng)開始到平衡，用Z表示的反應(yīng)速率為＝0.079mol·L－1·s－1。②Y的轉(zhuǎn)化率為0.79mol/1.00mol×100%＝79%。③根據(jù)以上分析可知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為X + Y2Z。

（2）①鋅比銅活潑，鋅是負(fù)極，銅是正極，溶液中氫離子放電，則該原電池的正極反應(yīng)式為2H+ + 2e－＝H2↑。②3.36L氣體是氫氣，物質(zhì)的量是3.36L÷22.4L/mol＝0.15mol，根據(jù)氫原子守恒可知硫酸的物質(zhì)的量是0.15mol，所以原稀硫酸的物質(zhì)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(fù)極是仍然是鋅，負(fù)極反應(yīng)式是Zn－2e－＝Zn2+。

電極：掌握原電池的工作原理是解答的關(guān)鍵，即原電池中較活潑的金屬是負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電子經(jīng)導(dǎo)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(fā)生還原反應(yīng)。