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【题目】I.燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池,以电极a为正极,电极b为负极,氢气为燃料,采用酸性溶液为电解液则氢气应通入____ (ab)a极发生电极反应式为:____________

II.某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下( 累计值,体积已换算成标准状态) :

(1)哪一时间段(0~11~22~33~44~5 min)反应速率最大_______ ,原因是______________

(2)哪一时间段的反应速率最小________,原因是_________________________

(3)2~3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率( 设溶液体积不变)________

(4)如果反应太激烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,在盐酸中分别加入等体积的下列溶液:

A. 蒸馏水 B. NaCl溶液C. Na2CO3溶液D. CuSO4溶液

可行的是(填编号)________

【答案】b 4H++O2+4e- =2H2O 2~3min 因该反应是放热反应,2~3min时温度高 4~5min 因为4~ 5minH+浓度小 0.1mol·L-1·min-1 AB

【解析】

I.根据燃料电池的原理解析;

II.(1)先计算每个时间段的气体体积,然后根据相同条件下,气体体积与反应速率的关系判断反应速率大小,根据该反应与能量变化的关系判断速率变化原因;

(2)先计算每个时间段的气体体积,然后根据相同条件下,气体体积与反应速率的关系判断反应速率大小,根据浓度与化学反应速率的关系判断速率变化的原因;

(3)先求出气体的物质的量,然后计算盐酸变化的物质的量,利用速率公式计算即可;

(4)根据浓度、电解质的强弱对反应速率的影响判断。

I.现设计一燃料电池,以电极a为正极,电极b为负极,氢气为燃料,采用酸性溶液为电解液;反应中氢气作还原剂,发生氧化反应,则氢气应通入b极。a为正极,氧气在酸性条件下得电子生成水,a极发生电极反应式为:4H++O2+4e- =2H2O,故答案为:b4H++O2+4e- =2H2O

II.01 min12 min23 min34 min45min,各时间段的气体体积分别为:50 mL70mL112 mL58 mL20 mL

(1)相同通条件下,反应速率越大,相同时间内收集的气体越多;通过计算得,反应速率最大的时间段是23 min,;原因是:该反应是放热反应,温度越高,反应速率越大,故答案为:2~3min;因该反应是放热反应,2~3min时温度高;

(2)相同通条件下,反应速率越小,相同时间内收集的气体越少;通过计算得,反应速率最小的时间段是:45min;原因是:随着反应的进行,盐酸的浓度在减小,浓度越小,反应速率越慢,故答案为:4~5min;因为4~ 5minH+浓度小;

(3)23 min生成氢气的体积是112 mL,得需要盐酸的物质的量为0.01mol

所以vHCl = =0.1mol·L-1·min-1,故答案为:0.1mol·L-1·min-1

(4)改变化学反应速率的方法有:改变溶液的浓度、改变溶液的温度、改变固体的表面积等。

A.加蒸馏水,溶液的体积增大,浓度降低,反应速率减小,但生成的气体的量不变,故A正确;

B.加NaCl溶液,溶液的体积增大,浓度降低,反应速率减小,但生成的气体的量不变,故B正确;

C.加Na2CO3溶液,溶液的体积增大,盐酸的浓度降低,但盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳,氢气的量减小,故C错误;

D.加CuSO4溶液,能形成铜锌原电池,加快反应速率,故D错误;

故答案为:AB

练习册系列答案
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序号

烧瓶中的物质

实验记录

实验结论

实验一

足量

充分反应后未见黑色固体物质减少

收集到112mL气体

______

实验二

足量和稀硫酸

充分反应后黑色粉末部分溶解

收集到112mL气体

______

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PCl3(g)+ Cl2(g) PCl5(g)5min末达到平衡,有关数据如右表。


PCl3(g)

Cl2(g)

PCl5(g)

初始浓度(molL—1

2.0

1.0

0

平衡浓度(molL—1

C1

C2

0.4

下列判断不正确的是

A.若升高温度,反应的平衡常数减小,则正反应为吸热

B.反应5min内,vPCl3="0.08" molL-1min-1

C.当容器中为1.2mol时,可逆反应达到平衡状态

D.平衡后移走2.0mol PCl31.0mol Cl2,在相同条件下再达平衡时,cPCl5<0.2 molL—1

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