Question

(13分)（1）在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行2A(g)+B(g)2C(g)+D(s) △H₁＜0反应，按下表数据投料，反应达到平衡状态，测得体系压强升高。

①该反应的平衡常数表达式为K＝___。升高温度，平衡常数将____(填“增大”“减小”或“不变”)。

②能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是________。

A．容器中压强不变      

B．混合气体的密度不变

C．υ(A):υ(B):υ(C)＝2:1:2    

D．c(A)＝c(C)

（2）为研究不同条件对反应2NO(g)+Cl₂(g)2C1NO(g)  △H₂＜0的影响，在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol C1₂，10 min时反应达到平衡。测得NO的转化率为。其他条件保持不变，反应在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率为，则__________，(填“大于”“小于”或“等于”)。

（3）甲醇(CH₃OH)是重要的能源物质，研究甲醇具有重要意义。为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了Y₂O₃的ZrO₂晶体，在高温下它能传导O^2—离子。电池工作时负极反应式为_________________。用该燃料电池作电源，以石墨为电极电解足量的硫酸铜溶液，当电路中通过0.1 mol电子时，若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变，忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入_____(填物质名称)，其质量约为_______g。

Answer

（1）①K＝；减小 ②AB

（2）大于

（3）CH3OH＋3O2－－6e—＝2H2O＋CO2↑ 氧化铜（或碳酸铜）；4g（或6.2g）

【解析】

试题分析：（1）①化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则根据方程式可判断该反应的平衡常数表达式为K＝。正反应是放热反应，则升高温度，平衡向逆反应方向进行，所以平衡常数将减小。

②在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。A．正反应是体积减小的，即压强在反应过程中也是减小的，因此当容器中压强不变时反应达到平衡状态，A正确；B．密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但气体的质量是变化的，因此当混合气体的密度不变时反应达到平衡状态，B正确；C．υ(A):υ(B):υ(C)＝2:1:2不能说明正逆反应速率相等，因此不一定达到平衡状态，C错误；D．c(A)＝c(C) 不能说明正逆反应速率相等，因此不一定达到平衡状态，D错误，答案选AB。

（2）为研究不同条件对反应2NO(g)+Cl2(g)2C1NO(g) △H2＜0的影响，在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol C12，10 min时反应达到平衡。测得NO的转化率为。其他条件保持不变，反应在恒压条件下进行，由于正反应是体积减小的可逆反应，在压强也是减小的。如果保持恒压，则有利于平衡向正反应方向进行，因此平衡时NO的转化率增大，即大于。

（3）原电池中负极失去电子，正极得到电子，则甲醇在负极通入，氧气在正极通入。又因为电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体，在高温下它能传导O2—离子所以电池工作时负极反应式为CH3OH＋3O2－－6e—＝2H2O＋CO2↑。用该燃料电池作电源，以石墨为电极电解足量的硫酸铜溶液，当电路中通过0.1 mol电子时，析出0.05ml铜，放出0.025mol氧气，则若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变，忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入氧化铜，其质量是0.05mol×80g/mol＝4g。

考点：考查外界条件对平衡状态的影响、平衡状态计算及电化学原理的应用