Question

6．（1）鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池．該電池反應(yīng)原理如圖1所示，其中電解質(zhì)LiCIO₄．溶于混合有機(jī)溶劑中，Li⁺通過(guò)電解質(zhì)遷移入MnO₂晶格中，生成LiMnO₂．回答下列問(wèn)題：

①外電路的電流方向是由b極流向a極．（填字母）
②電池正極反應(yīng)式為MnO₂+e?+Li⁺═LiMnO₂．
③是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑？否（填“是”或“否”），原因是_電極Li是活潑金屬，能與水反應(yīng)．
（2）在2L密閉容器中，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2中表示NO₂的變化的曲線是b．用O₂表示從0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=0.0015mol•L^-1•S^-1．
②為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是c．
a、及時(shí)分離出NO₂氣體       b、適當(dāng)升高溫度
c、增大O₂的濃度           d、選擇高效的催化劑．

Answer 1

分析 （1）形成原電池反應(yīng)時(shí)，Li為負(fù)極，被氧化，電極方程式為L(zhǎng)i-e^-=Li⁺，MnO₂為正極，被還原，電極方程式為MnO₂+e^-+Li⁺=LiMnO₂，結(jié)合電極方程式以及元素化合價(jià)的變化解答該題；
（1）①根據(jù)表格知，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，一氧化氮的物質(zhì)的量減小，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，二氧化氮的物質(zhì)的量逐漸增大，根據(jù)一氧化氮和二氧化氮之間轉(zhuǎn)化關(guān)系式計(jì)算平衡時(shí)二氧化氮的物質(zhì)的量，從而確定曲線；
先計(jì)算一氧化氮的反應(yīng)速率，再根據(jù)同一化學(xué)反應(yīng)中同一時(shí)間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比計(jì)算氧氣的反應(yīng)速率；
②增大反應(yīng)速率需增大反應(yīng)物的濃度、升高溫度、使用催化劑等，增大反應(yīng)物的濃度等可以使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)．

解答 解：（1）①原電池工作時(shí)，Li為負(fù)極，MnO₂為正極，電流從正極流向負(fù)極，所以外電路的電流方向是由b極流向a極，故答案為：b、a；
②MnO₂為正極，被還原，電極方程式為MnO₂+e^-+Li⁺=LiMnO₂，
故答案為：MnO₂+e^-+Li⁺=LiMnO₂；
③因負(fù)極材料為L(zhǎng)i，可與水反應(yīng)，則不能用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑，
故答案為：否；電極Li是活潑金屬，能與水反應(yīng)；
（2）①根據(jù)表格知，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，一氧化氮的物質(zhì)的量減小，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，二氧化氮的物質(zhì)的量逐漸增大，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，參加反應(yīng)的n（NO）=（0.020-0.007）mol=0.013mol，根據(jù)二氧化氮和一氧化氮的關(guān)系式知，平衡狀態(tài)時(shí)生成n（NO₂）等于參加反應(yīng)的n（NO），所以為0.013mol，c（NO₂）=$\frac{0.013mol}{2L}$=0.0065mol/L，所以代表二氧化氮的曲線為b；
0～2s時(shí)，v（NO）=$\frac{\frac{（0.020-0.008）mol}{2L}}{2s}$=0.003mol/（L．s），同一化學(xué)反應(yīng)中同一時(shí)間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比，所以v（O₂）=$\frac{1}{2}$v（NO）=0.0015mol•L^-1•S^-1；
故答案為：b；0.0015mol•L^-1•S^-1；
②增大反應(yīng)速率需增大反應(yīng)物的濃度、升高溫度、使用催化劑等，增大反應(yīng)物的濃度等可以使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，需要增大氧氣的濃度；
故答案為：c．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電化學(xué)知識(shí)、反應(yīng)速率的計(jì)算、化學(xué)平衡移動(dòng)及其影響因素等，題目難度適中，能很好地考查學(xué)生的分析能力、計(jì)算能力以及電化學(xué)知識(shí)的綜合理解和運(yùn)用，題目難度中等．