Question

(I)某温度时，在2 L的容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。请通过计算回答下列问题。

(1)列式计算反应开始至2 min，Y的平均反应速率___________。

(2)分析有关数据，写出X、Y、Z的反应方程式___________。

(3)由图中看出：________分钟后，A、B、C各物质的物质的量不再随时间而变化，说明在这个条件下，该反应已达到了________________状态。

(II)将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：

①下列说法正确的是____________(填字母代号)。

A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置       

B．乙中铜片上没有明显变化

C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少     

D．两烧杯中溶液的pH均增大

②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲____乙(填“＞”、“＜“或“＝”)。

③请写出图中构成原电池的装置正极的电极反应式______________________。

Answer

0.075 mol•(L •min)-1 v (X): v (Y): v (Z) =△n(X):△n(Y):△n(Z)=0.1mol:0.3mol:0.2mol=1:3:2

反应方程式是：X(g)+3Y(g)⇌2Z(g) 2 该条件下的化学平衡(或化学反应限度) BD ＞ 2H+ +2e－= H2↑

【解析】

(I)(1)根据平均反应速率=计算；(2)根据图知，反应物是X、Y，生成物是Z，同一可逆反应中同一段时间内，各物质的物质的量变化量之比等于其计量数之比；(3)反应达到平衡状态时，各物质的物质的量不变。

(II)甲：原电池中较活泼的锌作负极：Zn -2e－= Zn2+，铜作正极：2H+ +2e－= H2↑，铜电极上产生气泡；乙中：不能形成原电池，是锌与硫酸直接反应，在锌片上产生气泡。

(I)(1)反应开始至2min，Y的平均反应速率=mol•(L •min)-1=0.075mol•(L •min)-1，故答案为：0.075mol•(L •min)-1；

(2)根据图知，反应物是X、Y，生成物是Z，达到平衡时△n（X）=（1.0-0.9）mol=0.1mol、△n（Y）=（1.0-0.7）mol=0.3mol、△n（Z）=（0.2-0）mol=0.2mol，同一可逆反应中同一段时间内，各物质的物质的量变化量之比等于其计量数之比，则X、Y、Z的计量数之比=0.1mol：0.3mol、0.2mol=1：3：2，所以该反应方程式为X(g)+3Y(g)⇌2Z(g)，故答案为：X(g)+3Y(g)⇌2Z(g)；

(3)由图中看出：2分钟后，A、B、C各物质的物质的量不再随时间而变化，说明在这个条件下，该反应已达到了该条件下的化学平衡(或化学反应限度)状态。故答案为：2；该条件下的化学平衡(或化学反应限度)；

(II)①A．甲为化学能转变为电能的装置，乙中不形成电流，故A错误；

B．乙中铜片上没有明显变化，锌片溶解，并在锌片上产生气泡，故B正确；

C．甲中锌片质量减少，铜片质量不变；乙中锌片质量减少，铜片质量也不变，故C错误；

D．两烧杯中均发生Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，H＋浓度减小，溶液的pH均增大，故D正确；

故答案为：BD；

②甲中形成原电池，加快反应速率，在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲＞乙。故答案为：＞；

③正极上氢离子得电子生成氢气，正极的电极反应式2H+ +2e－= H2↑。故答案为：2H+ +2e－= H2↑。