Question

【題目】I.1100OC時，在恒容密閉容器中，發(fā)生可逆反應：

Na2SO4(s)+4H2(g) Na2S(s)+4H2O(g)

并達到平衡，請完成下列各題：

（1）達到平衡時的平衡常數(shù)表達式K＝_______________。降低溫度，K值減小，則正反應為____________(填“吸熱”或“放熱”)反應。

（2）向該容器中分別加入以下物質(zhì)，對平衡的影響如何？

A．正向移動 B．逆向移動 C．不發(fā)生移動

①加入少量Na2SO4，則平衡：__________(填所選字母)

②加入少量灼熱的Fe3O4 ，則平衡：_________(填所選字母)

II．將CH4設(shè)計成燃料電池，其利用率更高，裝置示意如右圖

(A、B為多孔性碳棒)持續(xù)通入甲烷，在標準狀況下，消耗甲烷體積VL。

①0＜V≤44.8L時，電池總反應方程式為________________；

②44.8L<V≤89.6L時，負極電極反應為_________________；

③V=67.2L時，溶液中陰離子濃度大小關(guān)系為____________；

Answer 1

【答案】(14分)I．（1）K＝c4(H2O)/c4(H2) 吸熱

（2）①不發(fā)生移動②逆向移動

II．①CH4+2O2+2KOH=K2CO３+3H2O

②CH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-

③c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)(每空均2分)

【解析】

試題分析：I．（1）Na2SO4(s)+4H2(g)Na2S(s)+4H2O(g)，固體不寫在平衡常數(shù)表達式中，平衡常數(shù)K=，降低溫度，K值減小，說明平衡逆向進行，逆反應方向是放熱反應，正反應方向為吸熱反應；

（2）①加入少量Na2SO4，硫酸鈉是固體不允許化學平衡和反應速率，則平衡不發(fā)生移動；

②加入少量灼熱的Fe3O4，氫氣和四氧化三鐵反應生成鐵和水，則平衡Na2SO4(s)+4H2(g)Na2S(s)+4H2O(g)，向逆向進行；

II．n(KOH)=2mol/L×2L=4mol，可能先后發(fā)生反應①CH4+2O2→CO2+2H2O、②CO2+2KOH=K2CO3+H2O、③K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3；

①當0＜V≤44.8 L時，0＜n(CH4)≤2mol，則0＜n(CO2)≤2mol，只發(fā)生反應①②，且KOH過量，則電池總反應式為CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O；

②當44.8 L＜V≤89.6 L，2mol＜n(CH4)≤4mol，則2mol＜n(CO2)≤4mol，發(fā)生反應①②③，得到K2CO3和KHCO3溶液，則負極反應式為CH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-；

③當V=67.2 L時，n(CH4)=3mol，n(CO2)=3mol，則電池總反應式為3CH4+6O2+4KOH=K2CO3+2KHCO3+7H2O，則得到1molK2CO3和2molKHCO3的溶液，則c(K+)＞c(HCO3-)＞c(CO32-)＞c(OH-)＞c(H+)。