[题目]I.某反应在体积为5L的恒容密闭的绝热容器中进行.各物质的量随时间的变化情况如下图所示(已知A.B.C均为气体).(1)该反应的化学方程式为 . (2)反应开始至2分钟时.B的平均反应速率为 .(3)能说明该反应已达到平衡状态的是 .A.υ B.容器内气体密度不变 C.υ逆(A)=υ正(C) D.各组分的物质的量相等 E. 混合气体的平均相对� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】I.某反应在体积为5L的恒容密闭的绝热容器中进行，各物质的量随时间的变化情况如下图所示（已知A、B、C均为气体）。

(1)该反应的化学方程式为__________________。

(2)反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为______________。

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是_________。

A.υ(A)=2υ(B) B.容器内气体密度不变 C.υ逆(A)=υ正(C)

D.各组分的物质的量相等 E. 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

(4)由图求得平衡时A的转化率为________。

II.已知甲烷燃烧的化学反应方程式为CH4+2O2CO2+2H2O，若以4mol/L 500mL KOH(aq)为电解质溶液，将其设计为原电池，则

(1)其正极电极方程式为___________。

(2)至某时刻溶液中c(CO32-)=1mol/L，则导线上通过的电子的物质的量为_____，此时消耗标准状况下CH4体积_____ L 。（假设化学能全部转化为电能；溶液体积保持不变）

【答案】2A(g)+B(g)2C(g) 0.1mol/(L·min) C、E 40% O2+4e-+2H2O=4OH- 4mol 11.2

【解析】

I.(1)从物质的物质的量的变化趋势判断反应物和生成物，根据物质的物质的量变化值等于化学计量数之比书写化学方程式；

(2)化学反应速率是单位时间内浓度的变化，据此可求得反应速率；

(3)可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分浓度不再变化，若存在有色物质，则有色物质的颜色也不再变化，据此对各选项进行判断；

(4)根据A达到平衡时已转化的物质的量与起始的物质的量之比，可求得平衡时A的转化率；

II.在甲烷燃料电池中，通入甲烷的电极为负极，甲烷被氧化产生的CO2与溶液中的KOH反应产生K2CO3，通入O2的电极为正极，O2获得电子发生还原反应，可根据溶液中CO32-的物质的量确定电子转移数目及反应的甲烷的物质的量和体积。

I.(1)由图象可以看出，A、B的物质的量逐渐减小，则A、B为反应物，C的物质的量逐渐增多，所以C为生成物，当反应到达2min时，△n(A)=2mol，△n(B)=1mol，△n(C)=2mol，化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，则△n(A)：△n(B)：△n(A)=2：1：2，所以反应的化学方程式为：2A(g)+B(g)2C(g)；

(2)由图象可以看出，反应开始至2分钟时，△n(B)=1mol，B的平均反应速率为v(B)===0.1 mol/(L·min)；

(3)A.υ(A)=2υ(B)不能说明正反应和逆反应的关系，因此无法判断反应是否达到平衡，A错误；

B.容器的体积以及气体的质量不变，因此无论是否达到平衡状态，容器内气体密度都不变，B错误；

C.在该反应中A和C的计量数相等，当v逆(A)=v正(C)时，正逆反应速率相等，说明反应已达平衡状态了，C正确；

D.容器内各物质的物质的量相等，不能说明各组分的浓度不再变化，无法判断是否达到平衡状态，D错误；

E.气体的质量不变，但反应前后气体的物质的量不等，若混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明反应达到平衡状态，E正确；

故合理选项是C、E；

(4)由图象可知：达平衡时A的物质的量变化为：△n(A)=5mol-3mol=2mol，因此A的转化率为：×100%=40%；

II.在甲烷燃料电池中，通入甲烷的电极为负极，甲烷被氧化产生的CO2与溶液中的KOH反应产生K2CO3，负极的电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；

通入O2的电极为正极，O2获得电子发生还原反应，正极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-

(2)反应后产生的K2CO3的物质的量为n(K2CO3)=c(CO32-)=1mol/L×0.5L=0.5mol，由负极电极反应式CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O可知：每反应产生1molCO32-，反应消耗1mol甲烷，电子转移8mol，则反应产生0.5mol CO32-，转移电子的物质的量为n(e-)=0.5mol×8=4mol，反应的甲烷的物质的量是0.5mol，其在标准状况下的体积V(CH4)=0.5mol×22.4L/mol=11.2L。