Question

Ⅰ、工业上设计用CO₂来生产燃料甲醇，既减少二氧化碳气体，又得到宝贵的能源物质。为了探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，某温度下发生反应：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)△H=-49.0KJ/mol．测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示

（1）该反应该温度下，化学平衡常数的值为_______________________

（2）下列说法中能作为反应达到平衡状态标志的是___________________(填字母)。

A．容器内压强不再发生变化    

B．平均相对分子质量不再变化

C．c(CO₂)和c(H₂)之比等于1:3

D．相同时间内每断裂3molH-H键，同时断裂3molO-H键

（3）下列措施中能使n(CH₃OH)/n(CO₂)减小的是__________________

A．再充入1molCO₂和3molH₂          B．将H₂O(g)从体系中分离 

C．充入He(g)，使体系压强增大      D．升高温度     

Ⅱ、钢铁工业是国家工业的支柱，每年钢铁生锈让国家损失大量资金，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。

（1）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如下：

①A电极对应的金属是_________(写元素名称)，B电极的电极反应式是__________；

②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为__________；

③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因___________________________。

Answer

Ⅰ、 （1）5.33（2）AB（3） A Ⅱ、（1）① 铜 Cu2++2e-═Cu ②0.08

③铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀

【解析】

试题分析：（1）该反应平衡常数为K＝= =5.33；（2）A．因气体反应物与生成物系数和不等，容器内压强不再发生变化，此时是平衡状态，故正A确；B．平均相对分子质量为气体总质量与总物质的量的比值，气体总质量始终是定值，总物质的量随反应的进行不断改变，现平均相对分子质量不再变化，说明此时是平衡状态，故B正确；C．随着反应的进行，c(CO2)和c(H2)之比始终等于1:3，不一定是平衡状态，故C错误；D．相同时间内每断裂3molH-H键，同时断裂3molO-H键，此时正逆反应速率不等，不是平衡状态，故D错误，答案为AB。 （3）该反应式一个反应前后气体体积减小的放热反应，n(CH3OH)/n(CO2)减小，说明改变条件使平衡向逆方向进行，但不能单纯增大二氧化碳浓度，A．升高温度，平衡向逆反应方向移动，n(CH3OH)/n(CO2)减小，故正确； B．充入He(g)，使体系压强增大，但各物质浓度不变，平衡不移动，故错误；C．将H2O(g)从体系中分离，平衡向正反应方向移动，n(CH3OH)/n(CO2)增大，故错误； D．再充入1molCO2和3molH2，平衡向正反应方向移动，n(CH3OH)/n(CO2)增大，故错误；故选A。Ⅱ、①电镀时，镀层铜作阳极，镀件铁作阴极，所以A是铜，B是铁，阴极上铜离子得电子生成铜，电极反应式为Cu2++2e-═Cu；②阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上铜离子得电子发生还原反应，若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后二者质量差为5.12g，二者质量差的一半为阴极析出的铜，则转移电子的物质的量=(5.12g/2)÷64g/mol×2=0.08mol；③锌、铁和电解质溶液构成原电池时，锌易失电子作负极，铁作正极被保护，铜、铁和电解质溶液构成原电池时，铁易失电子作负极被腐蚀，所以镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀。

考点：考查化学平衡的相关理论和电解原理的应用