Question

（17分）

（1）在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应：A(g)+B(g)2C(g)  ΔH < 0。t₁时刻达到平衡后，在t₂时刻改变某一条件，其反应过程如图。下列说法正确的是        （填序号字母）

a．0～t₁时，v_正>v_逆 ，t₂时，v_逆>v_正

b．混合气体的密度不再改变时，Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡

c．t₂时刻改变的条件可以是向密闭容器中加C

d．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数Ⅰ<Ⅱ

（2）工业上常用CO₂和NH₃通过如下反应合成尿素[CO(NH₂)₂]。

t℃时，向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10 molCO₂和0. 40 molNH₃，70 min开始达到平衡。反应中CO₂ ( g)的物质的量随时间变化如下表所示:

时间／min	0	20	70	80	100
n(CO2) ／mol	0.10	0.060	0.020	0.020	0.020

①20 min时，平均反应速率υ (CO₂ )=       mol/L·min。

②在100 min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0. 050 mo1CO₂和0. 20 molNH₃，重新建立平衡后CO₂的转化率与原平衡相比将            (填“增大”、“不变”或“减小”)。

③上述可逆反应的平衡常数为_          (保留一位小数)。

④下图所示装置(阴、阳极均为惰性电极)可用于电解尿素〔CO(NH₂)₂〕的碱性溶液制取氢气。该装置中阳极的电极反应式为                                    ，

（3）CH₄燃料电池，装置示意如图（A、B为多孔性碳棒）。持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL。当 V=44.8 L时，电池总反应方程式为                ；用该电池为电源，以石墨作电极，电解上述实验分离出的溶液，两极均产生气泡。持续电解，在阴极附近的溶液中还可观察到的现象是________________。

Answer

（17分）（1）ac （2分） （2）①0.001（2分） ② 增大（2分） ③11.1（2分）

④CO(NH2)2＋8OH－－6e－＝CO32－＋N2↑＋6H2O（3分）

（3）CH4+2O2+KOH=KHCO3+2H2O （3分） 有白色沉淀生成，后沉淀逐渐溶解至消失（3分）

【解析】

试题分析：（1）a．分析图像知0～t1时，逆反应速率逐渐增大，则生成物浓度逐渐增大，反应正向进行，v正>v逆 ，t2时，逆反应速率逐渐减小，则生成物浓度逐渐减小，反应逆向进行，v逆>v正 ，正确；b．反应：A(g)+B(g)2C(g)为反应前后气体物质的量不变的反应，混合气体的密度不随反应的进行而变化，密度不能作为反应达到平衡的标志，错误；c．t2时刻v逆迅速增大，改变的条件可以是向密闭容器中加C，正确；d．平衡常数的影响因素为温度，温度不变，平衡常数不变。Ⅰ、Ⅱ两过程在相同温度下进行，平衡常数Ⅰ＝Ⅱ，错误，选ac。（2）①分析表中数据知20 min时，△n(CO2)=（0.10-0.060）mol=0.040mol，平均反应速率υ (CO2 )= △n(CO2)/△tV=0.001mol/L·min。②在100 min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0. 050 mo1CO2和0. 20 molNH3，相当于开始加入了反应物量是0. 150 mo1CO2和0. 60 molNH3，由于是恒容容器，相当于增加了压强平衡右移，重新建立平衡后CO2的转化率与原平衡相比将增大。③根据三行式计算；

起始浓度（mol/L）：0.05 0.2 0 0

转化浓度（mol/L）：0.04 0.08 0.04 0.04

平衡浓度（mol/L）：0.01 0.12 0.04 0.04

反应的平衡常数为K=0.04×0.04/0.122×0.01=11.1。

④电解过程中阳极发生氧化反应，由题给装置图知阳极尿素〔CO(NH2)2〕转化为氮气，该装置中阳极的电极反应式为CO(NH2)2＋8OH－－6e－＝CO32－＋N2↑＋6H2O。

（3）由CH4燃料电池装置示意图知电解质溶液中氢氧化钾的物质的量为2mol，在标准状况下，消耗甲烷体积为44.8 L，物质的量为2mol，根据原子守恒知生成二氧化碳2mol，与氢氧化钾反应生成碳酸氢钾，电池总反应方程式为CH4+2O2+KOH=KHCO3+2H2O；用该电池为电源，以石墨作电极，电解碳酸氢钾溶液，实质为电解水，两极均产生气泡。阴极反应为2H2O+2e－H2+2OH－,后续反应OH－+HCO3-CO32-+H2O，碳酸钾的溶解度大于碳酸氢钾，故持续电解，在阴极附近的溶液中还可观察到的现象是有白色沉淀生成，后沉淀逐渐溶解至消失。

考点：考查化学反应速率和化学平衡，电化学原理的应用。