Question

【題目】I.燃料電池的工作原理是將燃料和氧化劑(如O2)反應(yīng)所放出的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能�，F(xiàn)設(shè)計(jì)一燃料電池，以電極a為正極，電極b為負(fù)極，氫氣為燃料，采用酸性溶液為電解液；則氫氣應(yīng)通入____極 (填a或b)。a極發(fā)生電極反應(yīng)式為:____________

II.某學(xué)生為了探究鋅與鹽酸反應(yīng)過(guò)程中的速率變化，他在100mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉，用排水集氣法收集反應(yīng)放出的氫氣，實(shí)驗(yàn)記錄如下( 累計(jì)值，體積已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)) :

(1)哪一時(shí)間段(指0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 min)反應(yīng)速率最大_______ ，原因是______________

(2)哪一時(shí)間段的反應(yīng)速率最小________，原因是_________________________。

(3)求2~3分鐘時(shí)間段以鹽酸的濃度變化來(lái)表示的該反應(yīng)速率( 設(shè)溶液體積不變)________

(4)如果反應(yīng)太激烈，為了減緩反應(yīng)速率而又不減少產(chǎn)生氫氣的量，在鹽酸中分別加入等體積的下列溶液:

A. 蒸餾水 B. NaCl溶液C. Na2CO3溶液D. CuSO4溶液

可行的是(填編號(hào))________

Answer 1

【答案】b 4H++O2+4e- =2H2O 2~3min 因該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，2~3min時(shí)溫度高 4~5min 因?yàn)?/span>4~ 5min時(shí)H+濃度小 0.1mol·L-1·min-1 AB

【解析】

I.根據(jù)燃料電池的原理解析；

II.(1)先計(jì)算每個(gè)時(shí)間段的氣體體積，然后根據(jù)相同條件下，氣體體積與反應(yīng)速率的關(guān)系判斷反應(yīng)速率大小，根據(jù)該反應(yīng)與能量變化的關(guān)系判斷速率變化原因；

(2)先計(jì)算每個(gè)時(shí)間段的氣體體積，然后根據(jù)相同條件下，氣體體積與反應(yīng)速率的關(guān)系判斷反應(yīng)速率大小，根據(jù)濃度與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系判斷速率變化的原因；

(3)先求出氣體的物質(zhì)的量，然后計(jì)算鹽酸變化的物質(zhì)的量，利用速率公式計(jì)算即可；

(4)根據(jù)濃度、電解質(zhì)的強(qiáng)弱對(duì)反應(yīng)速率的影響判斷。

I.現(xiàn)設(shè)計(jì)一燃料電池，以電極a為正極，電極b為負(fù)極，氫氣為燃料，采用酸性溶液為電解液；反應(yīng)中氫氣作還原劑，發(fā)生氧化反應(yīng)，則氫氣應(yīng)通入b極。a為正極，氧氣在酸性條件下得電子生成水，a極發(fā)生電極反應(yīng)式為:4H++O2+4e- =2H2O，故答案為：b；4H++O2+4e- =2H2O；

II.0～1 min、1～2 min、2～3 min、3～4 min、4～5min，各時(shí)間段的氣體體積分別為：50 mL、70mL、112 mL、58 mL、20 mL。

(1)相同通條件下，反應(yīng)速率越大，相同時(shí)間內(nèi)收集的氣體越多；通過(guò)計(jì)算得，反應(yīng)速率最大的時(shí)間段是2～3 min，；原因是：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)速率越大，故答案為：2~3min；因該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，2~3min時(shí)溫度高；

(2)相同通條件下，反應(yīng)速率越小，相同時(shí)間內(nèi)收集的氣體越少；通過(guò)計(jì)算得，反應(yīng)速率最小的時(shí)間段是：4～5min；原因是：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸的濃度在減小，濃度越小，反應(yīng)速率越慢，故答案為：4~5min；因?yàn)?/span>4~ 5min時(shí)H+濃度小；

(3)2～3 min生成氫氣的體積是112 mL，得需要鹽酸的物質(zhì)的量為0.01mol。

所以v（HCl ）= =0.1mol·L-1·min-1，故答案為：0.1mol·L-1·min-1；

(4)改變化學(xué)反應(yīng)速率的方法有：改變?nèi)芤旱臐舛取⒏淖內(nèi)芤旱臏囟�、改變固體的表面積等。

A．加蒸餾水，溶液的體積增大，濃度降低，反應(yīng)速率減小，但生成的氣體的量不變，故A正確；

B．加NaCl溶液，溶液的體積增大，濃度降低，反應(yīng)速率減小，但生成的氣體的量不變，故B正確；

C．加Na2CO3溶液，溶液的體積增大，鹽酸的濃度降低，但鹽酸和碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳，氫氣的量減小，故C錯(cuò)誤；

D．加CuSO4溶液，能形成銅鋅原電池，加快反應(yīng)速率，故D錯(cuò)誤；

故答案為：AB。