(一)恒温恒容下,将2mol A气体和2mol B气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)⇌xC

(一)恒温恒容下,将2mol A气体和2mol B气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(s),2min时反应达到平衡状态,此时剩余1.2mol B,并测得C的浓度为1.2mol•L-1
(1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为______.
(2)x=______.
(3)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是______.
A.压强不再变化 B.气体密度不再变化
C.A的消耗速率与B的消耗速率之比为2:1 D.A的百分含量保持不变
(二)能源短缺是人类社会面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.
(1)工业上合成甲醇的反应原理为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H,
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K).
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
①根据表中数据可判断△H______0 (填“>”、“=”或“<”),此反应______(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行.
②在300℃时,将2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH充入容积为1L的密闭容器中,此时反应将______.
A.向正方向移动 B.向逆方向移动C.处于平衡状态 D.无法判断
③为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计的表中:
实验编号 T(℃)
n(CO)
n(H2)
P(MPa)
i 150 [1/3] 0.1
ii A B D
iii 350 C 5
请完成此实验条件A:______,D:______.
(2)甲醇-空气燃料电池(DMFC)是一种高效能、轻污染的车载电池,其工作原理如图:

①b电极为______极,a电极的电极反应式为:______.
②当电池消耗22.4L O2(标况下)时,消耗的甲醇的质量为______.
sailing0505 1年前 已收到1个回答 举报

毛毛czl 幼苗

共回答了24个问题采纳率:83.3% 举报

解题思路:(一)结合物质的反应物质的量之比等于化学方程式计量数之比确定X,根据化学反应速率概念计算V=[△c/△t];利用平衡的特征“等、定”及由此衍生的物理量来判断平衡,注意选择的物理量应随反应进行发生变化,该物理量由变化到不变化,说明得到平衡;
(二)(1)①由表中数据可知,温度越高,平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应移动,依据反应自发进行的判断依据分析;
②计算此时的浓度商Qc,与平衡常数比较,判断反应进行的方向;
③该同学通过“控制变量法”探究外界条件对化学平衡的影响,探究的前提只能是改变一个条件,而其它条件不变,据此解答;
(2)由质子的定向移动可知甲为燃料电池的负极,乙为燃料电池的正极,负极电极反应式为CH3OH(l)+H2O(l)-6e-=CO2(g)+6H+,正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,依据电极反应和电子守恒计算甲醇质量.

(一)(1)2min达到平衡,C的浓度为1.2mol/L,由v=[△c/△t]=[1.2mol/L/2min]=0.6mol/(L.min),故答案为:0.6mol/(L.min);
(2)2min时反应达到平衡状态,此时剩余1.2mol B,则B的反应速率为

0.8mol
2L
2min=0.2mol/(L.min),由反应速率之比等于化学计量数之比,故1:x=0.2:0.6,则x=3,故答案为:3;
(3)2A(g)+B(g)


.
3C(g)+2D(s),反应是气体体积不变的反应;
A.该反应中压强始终不变,不能判断平衡,故A错误;
B.因气体的质量在变化,气体密度不再变化,说明达到平衡,故B正确;
C.A的消耗速率与B的消耗速率之比为2:1,均为正反应速率,关系始终存在,不能判断平衡,故C错误;
D.A的百分含量保持不变,说明达到平衡,故D正确;
故答案为:BD;
(二)(1)①由表中数据可知,温度越高,平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应移动,故正反应为放热反应,即△H<0,CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),反应△H<0,△S<0,依据反应自发进行,△H-T△S<0分析,低温下反应自发进行;
故答案为:<;较低;
②、将2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH充入容积为1L的密闭容器中,此时的浓度商Qc=[2
2×32=
1/9],小于0.27,故反应向正反应进行;
故答案为:A;
③通过“控制变量法”探究外界条件对化学平衡的影响,探究的前提只能是改变一个条件,而其它条件不变,由此可得:Ⅱ中温度A为150℃,n (CO)/n(H2)B为[1/3],D为5,Ⅲ中n (CO)/n(H2)C为[1/3];
故答案为:150℃;5;
(2)①原电池工作时,阳离子移向原电池的正极,负极甲醇失电子被氧化,电极方程式为CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+,甲为燃料电池的负极,乙为燃料电池的正极,正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,图中b、c分别是甲醇、O2
故答案为:负,CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
②当电池消耗22.4L O2(标况下)时物质的量1mol,依据电极反应,CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+,O2+4e-+4H+=2H2O,电子守恒计算得到,反应的定量关系,2CH3OH(l)~3O2,耗的甲醇的质量=[2/3]mol×32g/mol=21.3g,
故答案为:21.3g.

点评:
本题考点: 化学平衡的计算;化学电源新型电池;化学平衡常数的含义;化学平衡状态的判断.

考点点评: 本题考查反应速率、化学平衡常数的有关计算,原电池原理分析,化学平衡的影响因素等,难度中等,注意通过“控制变量法”探究外界条件对化学平衡的影响,题目难度中等.

1年前

3
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 17 q. 1.972 s. - webmaster@yulucn.com