题目内容

(1)已知工业上生产H2的过程中有如下反应: CO (g) + H2O (g)CO2(g) + H2 (g)在一定条件下的密闭容器中,该反应达到化学平衡状态。请回答:
①恒容增大H2O (g)的物质的量,则CO的转化率          (填“增大”或“减小”)。
②若升高温度能使化学平衡向正反应方向移动,则正反应是           (填“放热”或“吸热”)反应。
③在某温度时,该反应10 min达到平衡,且有如下数据:

浓度       物质
 
CO
 
H2O
 
CO2
 
H2
 
起始浓度/(mol·L-1)
 
2.0
 
x
 
0
 
0
 
平衡浓度/(mol·L-1)
 
0.4
 
6.4
 
1.6
 
1.6
 
 
则上表中x=________________,该温度下平衡常数K的数值是____________。
(2)某化学实验小组的同学模仿工业上用离子交换膜法制烧碱的方法,设计出下图装置,通过电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应式为                            
②制得的氢氧化钾溶液从出口(填写“A”、“B”、“C”、“D”)_______导出。
③通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因 ____________________________________。

(1)①增大 ②吸热 ③8.0   1
(2)①4OH--4e-=O2+2H2O (3分) ②D ③ 阴极氢离子放电,促进水的电离,氢氧根离子浓度增大(其它各2分)

解析试题分析:本题考查化学反应的限度、化学平衡及电解原理的应用。(1)①恒容增大H2O (g)的物质的量,H2O (g)的浓度增大,平衡正向移动,则CO的转化率增大;②若升高温度能使化学平衡向正反应方向移动,结合温度对化学平衡的影响规律:升温平衡向吸热方向移动,则正反应是吸热反应;③分析表中数据可知,CO的浓度变化为1.6 mol·L-1,结合反应方程式知,H2O的浓度变化也为1.6 mol·L-1,H2O的起始浓度为8.0 mol·L-1,x=8.0;将表中各物质的平衡浓度代入该反应的平衡常数表达式K=c(H2)c(CO2)/c(CO)c(H2O)计算得K=1;(2)电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾,①根据题给装置图分析,左侧电极与外加电源的正极相连,作电解池的阳极,电极反应式为4OH--4e-=O2+2H2O;②右侧电极与外加电源的负极相连,作电解池的阴极,电极反应式为2H+ + 2e- = H2↑,该极区产生氢氧根,制得的氢氧化钾溶液从出口D导出;③通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,原因是阴极氢离子放电,促进水的电离,氢氧根离子浓度增大
考点:考查化学反应的限度、化学平衡及电解原理的应用。

练习册系列答案
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在某一容积为5 L的密闭容器内,加入 0.3 mol的CO和0.3 mol的H2O,在催化剂存在和800℃的条件下加热,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  ΔH>0,反应中CO2的浓度随时间变化情况如图:

(1)根据图上数据,反应开始至达到平衡时,CO的化学反应速率为v(CO)=          mol/(L·min)-1,该温度下的平衡常数K=            
(2)在体积不变的条件下,改变下列条件重新达到平衡时能使平衡常数K增大的有        (填字母)
A升高温度;B降低温度;C增大压强;D减小压强;E加入催化剂;G移出一氧化碳气体
(3)如要一开始加入0.1 mol的CO、0.1 mol的H2O、0.2 mol的CO2和0.2 mol的H2,在相同的条件下,反应达平衡时,c(CO)=                 mol/L。
(4)若保持温度和容器的体积不变,在(1)中上述平衡体系中,再充入0.3mol 的水蒸气,重新达到平衡后,CO的转化率        (填“升高”、“降低”还是“不变”),CO2的质量分数        (填“升高”、“降低”还是“不变”)。
(5)在催化剂存在和800℃的条件下,在某一时刻测得c(CO)=c(H2O)=0.09mol/L,c(CO2)=c(H2)=0.13mol/L,则此反应是否处于平衡状态        (填“是”或“否”),若没有处于平衡状态则该反应向        移动。(填“正方向”或“逆方向”)

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