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1、填空题 (共10分)
(1)已知可逆反应:M(g)+N(g)
P(g)+Q(g);△H>0,请回答下列问题:
①若要增大M的转化率,在其它条件不变的情况下可以采取的措施为_______________。
A.加入一定量M
B.加入一定量N
C.反应温度升高
D.缩小容器体积
E.加入某物质作催化剂??????? F.分离出一定量P
②在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)=" 1" mol·L-1,c(N)="2.4" mol·L-1,达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为_______________。此反应的化学平衡常数K=_______________。
③若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)=" 4" mol·L-1,c(N)="a" mol·L-1;达到平衡后,c(P)="2" mol·L-1,a=_______________mol·L-1。
(2)随着科学技术的进步,人们研制出了多种类型的甲醇质子交换膜燃料电池,以满足不同的需求。
下图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子和电子(电子转移的方向如下图所示),电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应,电池总反应为:2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O。则c电极是?????(填“正极”或“负极”),c电极上发生的电极反应式为_____________________________________________。
参考答案:(共10分(1)①BCF(各1分,多选倒扣,扣完为止)
本题解析:(1)①反应是体积不变的、吸热的可逆反应。所以压强和催化剂不能改变平衡状态,DE不正确。加入一定量M,平衡向正反应方向移动,但M的转化率降低,A不正确。加入一定量N,平衡向正反应方向移动,M的转化率增大,B正确。升高温度平衡向正反应方向移动,M的转化率增大,C正确。分离出一定量P,降低生成物的浓度,平衡向正反应方向移动,M的转化率增大,F正确。所以答案选BCF。
②M的转化率为60%,则消耗M是0.6mol/L。根据反应式可知,消耗N也是0.6mol/L,所以N的转化率是0.6÷2.4×100%=25%。由于同时生成P、Q的浓度也是0.6mol/L,所以平衡常数等于
。
③达到平衡后,c(P)="2" mol/L,则消耗c(M)="2" mol/L, c(N)="2" mol/L,生成c(Q)="2" mol/L,所以根据平衡常数可知
,记得a=6。
(2)c电极是电子流出的,所以是负极。负极甲醇失去电子,电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。
本题难度:一般
2、选择题 在一定温度下的定容容器中,当下列物理量不再改变时,表明反应:A (s)+2B (g)
??C(g)+ D(g)已达到平衡的是?????????????? (???????????? )
A.混合气体的压强
B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度
D.气体的总物质的量
参考答案:BC
本题解析:由于反应前后方程式的系数不变,故在一定温度下的定容容器中,混合气体的压强及气体的总物质的量始终不变,所以A、D选项不正确;而反应前后气体的质量发生改变,气体的总物质的量,则混合气体的密度也会改变,它不变时可标明反应已达平衡状态,B正确;在反应的容器不变的情况下,某一物质的浓度不变,说明该物质的物质的量不变,则可说明反应已达平衡状态,故C选项正确。
本题难度:一般
3、选择题 改变下列哪个条件,一定会引起平衡的移动
A.温度
B.浓度
C.压强
D.催化剂
参考答案:A
本题解析:试题分析:催化剂只影响化学反应速率,不一定引起平衡的移动;当一个反应的前后化学计量数之和相等时,压强也不一定引起平衡的移动;当反应中各物质的浓度均按照化学计量数变化时,也不一定引起平衡的移动;故B、C、D选项错误;当温度改变时,反应的平衡常数改变,化学反应重新达到新的状态,一定会引起平衡的移动。故A项正确。
考点:影响化学平衡的因素。
点评:此题可以先排除催化剂,而浓度和压强,对于特殊的反应,平衡不移动,利用了等效平衡的原理。
本题难度:困难
4、填空题 (8分)在真空密闭容器内加入a mol PH4I固体,在一定温度下发生如下反应
PH4I(S)
PH3(g) + HI(g)????①?;
4PH3(g)
?P4(g)+ 6 H2(g)??????②?;
2HI(g)
H2(g) + I2(g)???????③
以上三反应建立平衡后,测得HI为b mol,I2(气)为c mol,H2为d mol。求:
⑴平衡后,容器内P4(气)和PH3的物质的量(用代数式表示):n(P4)=??????,n(PH3)=????????。
⑵ a,b,c三者的关系服从a >??????????(填含b,c的代数式)。
⑶平衡后,增大压强,容器内n(I2)??????, n(PH4I)?????(增加、减少、不变)
参考答案:(8分)(1)(d-c)/6?? b+8/3c-2/3d??
本题解析:由题知I2(气)为c mol,则HI分解生成的H2为c mol,PH3分解生成的H2为d mol- c mol,
生成的P4为(d-c)/6 mol,PH4I分解生成的HI、PH3均为2c mol+b mol,则a >2c mol+b mol,
PH3在第②个反应中消耗2(d-c)/3,则PH3剩下b+8/3c-2/3d。增大压强,①②两个反应均逆向移动,第③个反应加压平衡不移动但由于前2个反应均逆向移动,使其也逆向移动,即n(I2) 减少、n(PH4I)增加。
PH4I(S)
PH3(g) +??? HI(g) ①?; 4PH3(g)
P4(g)+ 6 H2(g)②?;
2c mol+b mol??2c mol+b mol????????????????? (d-c)/6?d mol- c mol
2HI(g)
H2(g) + I2(g)???????③?????????????????????????
c mol?? c mol
本题难度:一般
5、计算题 已知反应4NH3(g)+5O2(g)==4NO(g)+6H2O(g)在10L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了4.5mol,试计算分别用NH3、O2、NO、H2O四种不同物质表示的该反应的反应速率。
参考答案:v(H2O)=0.015mol/(L·s);v(O2)= 0
本题解析:
本题难度:一般