Question

（1）一定温度下，在容积为V L的密闭容器中进行反应：aN(g)bM(g)，M、N的物质的量随时间的变化曲线如图所示：

①此反应的化学方程式中a ：b=__________

②t₁到t₂时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为：_________________ 

③下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是______________ 

A．反应中M与N的物质的量之比为1︰1

B．混合气体的总质量不随时间的变化而变化

C．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化

D．单位时间内每消耗a mol N，同时生成b mol M 

E．混合气体的压强不随时间的变化而变化

F．N的质量分数在混合气体中保持不变

（2）如图是某锌锰干电池的基本构造图。

①该干电池的总反应式为2MnO₂+Zn+2H₂O=2MnO(OH)+ Zn(OH)₂，该电池的负极是___________，工作时正极的电极反应式是______________________________。

②关于该电池的使用和性能，下列说法正确的是____________

A．该电池属于蓄电池    

B．电池工作时OH^-向负极移动      

C．该电池的电解质溶液是H₂SO₄溶液

D．该电池用完后可随意丢弃，不需要回收处理

（3）另一种常用的电池锂电池由于比容量（单位质量电极材料所能转换的电量）特别大而广泛用于心脏起搏器，它的负极材料用金属锂制成，电解质溶液需用非水溶液配制，请用化学方程式表示不能用水溶液的原因_______________________________。

（4）燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O₂)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一氢氧燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，采用氢氧化钠溶液为电解液，则氧气应通入_________极(填序号)，电解质溶液的pH将____________(填“变大”，“变小”或“不变”)

Answer

2︰1 mol·(L·min)-1 CEF Zn或锌 2MnO2+2e-+2H2O=2 MnO(OH)+ 2OH-或MnO2+e-+H2O= MnO(OH)+ OH- B 2Li+2H2O=2 LiOH+ H2↑ a 变小

【解析】

（1）①一定温度下，在容积为V L的密闭容器中化学反应中，单位时间，各物质的变化量与系数成正比；

②由图可以求出t1到t2时刻M的物质的量变化量，根据v=进行计算；

③ 可逆反应得到平衡后，正逆反应速率相等，各物质浓度保持不变以及由此衍生出的其它物理量进行分析；

（2）①电池负极发生氧化反应，由总反应可知，负极材料是Zn；正极为MnO2发生还原反应；

②根据原电池原理及组成特点，结合极反应进行分析；

（3）金属锂为碱金属，能与水发生反应；

（4）燃料电池工作过程中，通入氧气的电极发生还原反应，为正极；反应过程中有水产生，因此工作过程中NaOH浓度减小，溶液的pH将减小。

（1）①参加反应的N的物质的量为8mol−2mol=6mol，生成的M的物质的量是5mol−2mol=3mol；一定温度下，在容积为V L的密闭容器中化学反应中，单位时间，各物质的变化量与系数成正比，所以此反应的化学方程式中a:b=2:1，故答案为：2:1；

②由图可知，t1到t2时刻M的物质的量变化为4mol−3mol=1mol，；

③ A．平衡时反应混合物各组分的物质的量不变，但各组分的物质的量不一定相等，故A不符合题意；

B．混合气体的总质量始终不变，混合气体总质量不变不能说明到达平衡，故B不符合题意；

C．由于a≠b，随反应进行混合气体总物质的量发生变化，混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化，说明到达平衡，故C符合题意；

D．单位时间内消耗amolN，同时生成bmolM，都表示正反应速率，反应始终按此关系进行，不能说明到达平衡，故D不符合题意；

E．由于a≠b，随反应进行混合气体总物质的量发生变化，混合气体的压强不随时间的变化而变化，说明混合气体总的物质的量再不变，说明反应到达平衡，故E符合题意；

F．N的转化率达到最大，且保持不变，说明可逆反应到达最大限度平衡状态，故F符合题意；

故答案为：CEF；

（2）①电池负极发生氧化反应，由总反应可知，负极材料是Zn；正极为MnO2发生还原反应，其电极反应式为：2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-或MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+ OH-；

②A．该电池为一次电池，故A错误；

B．电池工作过程中，阴离子向氧化电极移动，OH-向负极移动，故B正确；

C．由电池总反应可知，该电池电解质为碱性，不能为H2SO4溶液，故C错误；

D．该电池中含有重金属元素锰，使用后不能随意丢弃，故D错误；

故答案为：B；

（3）金属锂为碱金属，能与水发生反应，其反应为：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，因此不能用水溶液做电解质；

（4）燃料电池工作过程中，通入氧气的电极发生还原反应，为正极，因此氧气应通入电极a；电池的总反应为：2H2+O2=2H2O，因此工作过程中NaOH浓度减小，溶液的pH将减小。