Question

【题目】化学平衡是最重要的化学反应原理之一。

（1）现有容积为1L的恒温恒容密闭容器，向其中加入1molA气体和1molB气体后发生反应：A(g)＋B(g)C(g) ΔH=-qkJ·mol-1(q>0)，ts后，反应达到平衡状态，生成0.5molC气体，放出热量Q1kJ。回答下列问题：

①在题干条件下，说明该反应已经达到平衡状态的有__（填序号）。

A.消耗0.1molA的同时生成0.1molC

B.容器中气体的压强不随时间而变化

C.容器中气体的密度不随时间而变化

D.A的转化率为50%

②保持容器温度和容积不变，若开始时向容器中加入1molC气体，反应达到平衡时，吸收热量Q2kJ，则Q1、Q2与q的数值关系正确的是___（填序号）。

A.Q1＋Q2=q B.Q1＋2Q2<q C.Q1＋2Q2>q D.Q1＋Q2<q

③在原平衡基础上，保持容器温度和容积不变，向容器中再通入amolA气体，重新达平衡后，B气体的转化率为75%，则a=__。

（2）在一容积可变的密闭容器中充有10molCO和20molH2，发生CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反应。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。

①A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为___。

②若达到平衡状态A时，容器的体积为8L，则在平衡状态B时容器的体积为___L。

（3）以甲醇为主要原料，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示。则电源的正极为___（填“A”或“B”），写出阳极的电极反应式___。

Answer 1

【答案】BD AC 1.25 KA=KB>KC 1.6 A 2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+

【解析】

（1）②根据等效平衡原理：恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应，通过化学计量数比换算成同一半边的物质后，物质的量与原平衡相等即等效，可知开始时加入1molC与原平衡等效，平衡时对应各组分的物质的量相等，则可知Q1、Q2和q的关系，据此分析。

③分析题给信息，温度不变，则平衡常数不变，根据原平衡可计算出平衡常数，根据平衡常数的计算式，进而可计算出a的值。

（1）①分析题给信息，根据化学平衡的特点，正逆反应速率相等或变量不变即可说明反应达平衡状态：

A．消耗0.1molA的同时生成0.1molC指的都是正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，A项错误；

B．由反应方程式可知，该可逆反应为反应前后气体分子数减小的反应，故容器中气体的压强不随时间而变化，即总压强一定，说明该反应达平衡状态，B项正确；

C．根据题给信息，恒容条件下，该反应中物质的总质量不变，任何时刻容器中气体密度都不随时间而变化，故不能说明该反应达平衡状态，C项错误；

D．根据题给信息：向容积为1L的恒温恒容密闭容器中加入1molA气体和1molB气体后发生反应，ts后，反应达到平衡状态，生成0.5molC气体，则根据反应方程式可知，消耗0.5molA气体，则A气体的转化率=，则A的转化率为50%可以说明反应达平衡状态，D项正确；

答案选BD。

②根据等效平衡可知，保持容器温度和容积不变，开始时向容器中加入1molC气体与开始时加入1molA气体和1molB气体是等效的，则有：Q1＋Q2=q，据此可知，Q1＋2Q2>q。故AC正确；

答案选AC。

③原平衡中，加入1molA气体和1molB气体，达平衡后生成0.5molC气体，则根据反应方程式可知，平衡时A、B气体的物质的量均为0.5mol，则平衡常数K=。

在原平衡基础上，保持容器温度和容积不变，向容器中再通入amolA气体，重新达平衡后，B气体的转化率为75%，则可知重新达平衡时，B又消耗了，由题意可知，温度不变，平衡常数不变，根据三段式，有：

则平衡常数K=，解得a=1.25，答案为：1.25；

（2）①分析题中转化率-温度图可知，随着温度升高，CO的转化率逐渐降低，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，该可逆反应为放热反应。根据平衡常数只与温度有关，A点和B点的温度相同，则KA=KB。A、B点温度为T1℃，C点温度为T2℃，T2℃＞T1℃，该可逆反应正反应为放热反应，故KA=KB>KC。答案为：KA=KB>KC；

②由题可知，A点时CO的转化率为0.5，则CO转化的物质的量=，容器体积为8L，则有：

平衡常数K=

A点和B点的温度相同，平衡常数K也相同。B点时CO的转化率为0.8，则CO转化的物质的量=。设平衡状态B时容器的体积为V，则据题意有：

平衡常数K=，解得：V=1.6L。答案为：1.6；

（3）由题中所给工作原理图，可知该装置为电解池。由图可知，H+向右侧移动，根据电解池原理，阳离子移向阴极，阴极与电源的负极相连，由此可知，B为电源的负极，电源的正极为A。阳极发生氧化反应，结合电解池的工作原理图，可知，阳极的电极反应方程式为：2CH3OH+CO-2e=(CH3O)2CO+2H+；答案为：A；2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+。