Question

【題目】活性炭可處理大氣污染物NO。T℃時，在1L密閉容器中加入NO氣體和炭粉，發生反應生成兩種氣體A和B，測得各物質的物質的量如下：

	活性炭/mol	NO/mol	A/mol	B/mol
起始狀態	2.030	0.100	0	0
2 min時	2.000	0.040	0.030	0.030

（1）2 min內，用NO表示該反應的平均速率v(NO)＝ mol·L-1·min-1；

（2）該反應的化學方程式是________________________________________；

（3）一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示上述反應達到化學平衡狀態的是_____ 。

①v(NO)∶v(A)∶v(B)=2∶1∶1

②混合氣體的密度不再改變

③總壓強不再改變

④混合氣體的平均相對分子質量不再改變

（4）碳元素可形成數量眾多，分布極廣的有機化合物，其中甲醇是常見的燃料，甲醇燃料電池的結構示意圖如下，一極通入甲醇，另外一極通入氧氣；電解質溶液是稀硫酸，電池工作時總反應式：2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O。

①a處通入的物質是____，電極反應式為：______；

②b處電極反應式為_________________________；

③電池工作時H＋由 極移向 極（填正、負極）。

Answer 1

【答案】（1）0.03 mol·L-1·min-1；（2）C＋2NOCO2＋N2；（3）②④ （4）①甲醇；

CH3OH＋H2O－6e－＝CO2↑＋6H＋ ②：O2＋4H＋＋4e－＝2H2O ③負；正

【解析】

試題分析：（1）根據表中數據可知2 min內，用NO表示該反應的平均速率v(NO)＝＝0.03mol·L-1·min-1；

（2）由表中數據可知，C、NO、A、B的化學計量數之比為0.03：0.06：0.03：0.03＝1：2：1：1，反應中C被氧化，結合原子守恒可知，生成物為N2與CO2，且該反應為可逆反應，故反應方程式為C＋2NOCO2＋N2；

（3）①v(NO)∶v(A)∶v(B)＝2∶1∶1不能說明正逆反應速率是否相等，不一定達到平衡狀態，錯誤；②反應前后氣體的質量增加，容器容積不變，則混合氣體的密度不再改變可以說明反應達到平衡狀態，正確；③正反應是體積不變的，則總壓強不再改變不能說明反應達到平衡狀態，錯誤；④正反應是氣體的質量增加的可逆反應，而混合氣體的總的物質的量不變，因此混合氣體的平均相對分子質量不再改變可以說明反應達到平衡狀態，正確，答案選②④。

（4）①根據圖知，交換膜是質子交換膜，則電解質溶液呈酸性，根據氫離子移動方向和電子的流向可知，通入a的電極為負極、通入b的電極為正極，負極上甲醇失去電子發生氧化反應，負極反應式為CH3OH＋H2O－6e－＝CO2↑＋6H＋；

②正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為O2＋4H＋＋4e－＝2H2O；

③電池工作時H＋由負極移向正極。