Question

Ⅰ.某温度下，在10L密闭容器中充入CO₂、H₂和生石灰，发生如下两个反应：

CO₂(g)+ 4H₂(g)CH₄(g)+2H₂O(g) △H₁< 0

CO₂(g)+CaO(s)CaCO₃(s)         △H₂<0

部分物质的物质的量(mol)与时间的关系如下表所示：

物质 时间(min)	CO2	H2	CaO
0	0.50	1.00	0.40
2	0.35	0.60	a
6	0.20	0.20	b
8	0.20	0.20	b

回答下列问题：

(1) b=_____________。

(2)反应达平衡后，改变某些条件，再次达平衡时，下列说法正确的是_____________

A.减压，c(H₂)增大    B.充入少量H₂， CaCO₃的质量减小

C.升温，c(CO₂)增大    D.充入少量CO₂, c(CH₄)增大.

(3)此温度下，反应CO₂(g)+4H₂(g) CH₄(g) +2H₂O(g)的化学平衡常数K=_____________；

若向10L容器中投入CO₂、H₂和 CH₄各0.lmo1，H₂O(g)xmol，要使v_正(CO₂)>v_逆(CO₂)，则 x 的取值范围是________________。

Ⅱ.重铬酸钾又名红帆钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬酸钾为原料，采用电化学制备重铬酸钾。制备装置如下图所示：

制备原理：2CrO₄^2- (黄色)+2H⁺= Cr₂O₇^2-(橙色)+H₂O

(1)通电后阳极室产生的现象为___________，电极反应式是______________。

(2)该制备过程总反应的离子方程式可表示为4CrO₄^2-+4H₂O2Cr₂O₇^2-+4OH^-+2H₂↑+O₂↑，若实验开始时在右室中加入38.8g K₂CrO₄，t分钟后测得右室中K与Cr的物质的量之比为3：2，则溶液中K₂CrO₄和K₂Cr₂O₇的物质的量之比为_________；此时电路中转移电子的物质的量为____________。

Answer

b =0.30 BCD 10000 0≤x<0.1 产生无色气体，溶液由黄色逐渐变为橙色 2H2O-4e-=O2↑+4H+. 2:1 0.1mol

【解析】Ⅰ. (1) 根据CO2(g)+ 4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ，平衡时消耗氢气0.8mol，则消耗二氧化碳0.2mol，因此CO2(g)+CaO(s)CaCO3(s) 中消耗二氧化碳0.1mol，则消耗氧化钙0.1mol，因此b=0.3mol，故答案为：0.3；

(2)A.减小压强，容器的体积增大，尽管CO2(g)+ 4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)平衡逆向移动，但，c(H2)仍减小，错误；B.充入少量H2，CO2(g)+ 4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) 平衡正向移动，c(CO2) 减小，CO2(g)+CaO(s)CaCO3(s)平衡逆向移动，CaCO3的质量减小，正确；C.升温，上述2个平衡均逆向移动，c(CO2)增大，正确；D.充入少量CO2，平衡正向移动，c(CH4)增大，正确；故选BCD；

(3)平衡时c(CO2)= =0.02mol/L，c(H2)= 0.02mol/L，c(CH4)= 0.02mol/L，c(H2O)= 0.04mol/L，CO2(g)+4H2(g) CH4(g) +2H2O(g)的化学平衡常数K= =10000，若向10L容器中投入CO2、H2和 CH4各0.lmo1，H2O(g)xmol，要使v正(CO2)>v逆(CO2)，说明平衡正向移动，说明Qc＜K，Qc=＜10000，解得x＜0.1，当然 要保证反应能够进行，x≥0，故答案为：10000 ；0≤x<0.1；

Ⅱ.(1)阳极室发生氧化反应，氢氧根离子失去电子放电，电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O 或2H2O-4e-=O2↑+4H+，阳极区氢离子浓度增大，平衡右移，溶液由黄色逐渐变为橙色；故答案为：阳极产生无色气体，溶液由黄色逐渐变为橙色；4OH--4e-=O2↑+2H2O 或2H2O-4e-=O2↑+4H+；

(2)加入反应容器内的K2CrO4为38.8g 物质的量==0.2mol，反应过程中有xmol K2CrO4转化为K2Cr2O4，则阳极区剩余K2CrO4为(0.2-x)mol，对应的n(K)=2(0.2-x)mol，n(Cr)=(0.2-x)mol，生成的K2Cr2O4为mol，对应的n(K)=xmol，n(Cr)=xmol，根据K与Cr的物质的量之比为3：2； =，计算得到x=0.1，溶液中K2CrO4和K2Cr2O7的物质的量之比=(0.2-0.1)： =2：1；4CrO42一+4H2O2Cr2O72一+4OH一+2H2↑+O2↑，反应可知反应4molCrO42一转移电子4mol，所以反应0.1molK2CrO4，电子转移0.1mol；故答案为：2：1；0.1mol。