Question

（一）恒溫恒容下，將2mol A氣體和2mol B氣體通入體積為2L的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：2A（g）+B（g）?x C（g）+2D（s），2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)剩余1.2mol B，并測得C的濃度為1.2mo1?L^-1．
（1）從開始反應(yīng)至達(dá)到平衡狀態(tài)，生成C的平均反應(yīng)速率為

 

．
（2）x=

 

．
（3）下列各項(xiàng)可作為該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是

 

．
A．壓強(qiáng)不再變化        B．氣體密度不再變化        C．A的消耗速率與B的消耗速率之比為2：1
（二）能源短缺是人類社會(huì)面臨的重大問題．甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景．
（1）工業(yè)上合成甲醇的反應(yīng)原理為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），△H
下表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）．

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷△H

 

0（填“＞”、“=”或“＜”）．
②在300℃時(shí)，將2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH充入容積為1L的密閉容器中，此時(shí)反應(yīng)將

 

．
A．向正方向移動(dòng)   B．向逆方向移動(dòng)   C．處于平衡狀態(tài)   D．無法判斷
（2）以甲醇、氧氣為原料，KOH溶液作為電解質(zhì)構(gòu)成燃料電池總反應(yīng)為：2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O，則正極的電極反應(yīng)式為

 

，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行溶液的pH

 

（填“增大”“減小”或“不變”）．
（3）如果以該燃料電池為電源，石墨作兩極電解飽和食鹽水，則該電解過程中陽極的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)電源新型電池,反應(yīng)速率的定量表示方法,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：基本概念與基本理論

分析：（一）（1）2min達(dá)到平衡，C的濃度為1.2mol/L，結(jié)合v=

△c

△t

計(jì)算；
（2）2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)剩余1.2mol B，計(jì)算B的反應(yīng)速率，反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；
（3）利用平衡的特征“等、定”及由此衍生的物理量來判斷平衡；
（二）（1）①依據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，隨溫度升高，平衡常數(shù)減小，說明平衡逆向進(jìn)行；
②計(jì)算濃度商和平衡常數(shù)比較分析判斷反應(yīng)進(jìn)行方向；
（2）原電池中負(fù)極上燃料失電子，堿性條件下，CH₃OH反應(yīng)生成碳酸根離子；根據(jù)電極反應(yīng)判斷氫氧根離子濃度的變化；
（3）根據(jù)電解池的工作原理，分析兩個(gè)電極上放電的離子，并確定生成的物質(zhì)．

解答： 解：（一）（1）2min達(dá)到平衡，C的濃度為1.2mol/L，由v=

△c

△t

=

1.2mol/L

2min

=0.6mol/（L．min），故答案為：0.6mol/（L．min）；
（2）2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)剩余1.2mol B，則B的反應(yīng)速率為

0.8mol 2L

2min

=0.2mol/（L．min），由反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知，x=3，故答案為：3；
（3）2A（g）+B（g）

△   .

 3C（g）+2D（s），
A．該反應(yīng)中壓強(qiáng)始終不變，不能判斷平衡，故A錯(cuò)誤；
B．因氣體的質(zhì)量在變化，則氣體密度不再變化，達(dá)到平衡，故B正確；
C．A的消耗速率與B的消耗速率之比為2：1，關(guān)系始終存在，不能判斷平衡，故C錯(cuò)誤；
故答案為：B；
（二）（1）①依據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，隨溫度升高，平衡常數(shù)減小，說明平衡逆向進(jìn)行正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0；
故答案為：＜；
②在300℃時(shí)，將2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH充入容積為1L的密閉容器中，CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），濃度商Q=

2

2×32

=

1

9

＜K=0.270，反應(yīng)正向進(jìn)行；
故答案為：A；
（2）原電池放電時(shí)，甲醇失電子被氧化，應(yīng)為電池負(fù)極反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，正極電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；已知電池總反應(yīng)為：2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O，電池在放電過程中消耗氫氧根離子，所以溶液的pH減小；
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；減小；
（3）電解飽和食鹽水時(shí)，陽極是氯離子失電子生成氯氣的過程，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率，平衡常數(shù)影響因素分析判斷，原電池、電解池原理的分析應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．