Question

（一）恒温恒容下，将2mol A气体和2mol B气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应：2A（g）+B（g）?x C（g）+2D（s），2min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2mol B，并测得C的浓度为1.2mo1?L^-1．
（1）从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为

 

．
（2）x=

 

．
（3）下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是

 

．
A．压强不再变化        B．气体密度不再变化        C．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2：1
（二）能源短缺是人类社会面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．
（1）工业上合成甲醇的反应原理为：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），△H
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）．

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①根据表中数据可判断△H

 

0（填“＞”、“=”或“＜”）．
②在300℃时，将2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH充入容积为1L的密闭容器中，此时反应将

 

．
A．向正方向移动   B．向逆方向移动   C．处于平衡状态   D．无法判断
（2）以甲醇、氧气为原料，KOH溶液作为电解质构成燃料电池总反应为：2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O，则正极的电极反应式为

 

，随着反应的不断进行溶液的pH

 

（填“增大”“减小”或“不变”）．
（3）如果以该燃料电池为电源，石墨作两极电解饱和食盐水，则该电解过程中阳极的电极反应式为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,反应热和焓变,化学电源新型电池,反应速率的定量表示方法,化学平衡状态的判断

专题：基本概念与基本理论

分析：（一）（1）2min达到平衡，C的浓度为1.2mol/L，结合v=

△c

△t

计算；
（2）2min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2mol B，计算B的反应速率，反应速率之比等于化学计量数之比；
（3）利用平衡的特征“等、定”及由此衍生的物理量来判断平衡；
（二）（1）①依据表中数据分析，随温度升高，平衡常数减小，说明平衡逆向进行；
②计算浓度商和平衡常数比较分析判断反应进行方向；
（2）原电池中负极上燃料失电子，碱性条件下，CH₃OH反应生成碳酸根离子；根据电极反应判断氢氧根离子浓度的变化；
（3）根据电解池的工作原理，分析两个电极上放电的离子，并确定生成的物质．

解答： 解：（一）（1）2min达到平衡，C的浓度为1.2mol/L，由v=

△c

△t

=

1.2mol/L

2min

=0.6mol/（L．min），故答案为：0.6mol/（L．min）；
（2）2min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2mol B，则B的反应速率为

0.8mol 2L

2min

=0.2mol/（L．min），由反应速率之比等于化学计量数之比可知，x=3，故答案为：3；
（3）2A（g）+B（g）

△   .

 3C（g）+2D（s），
A．该反应中压强始终不变，不能判断平衡，故A错误；
B．因气体的质量在变化，则气体密度不再变化，达到平衡，故B正确；
C．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2：1，关系始终存在，不能判断平衡，故C错误；
故答案为：B；
（二）（1）①依据表中数据分析，随温度升高，平衡常数减小，说明平衡逆向进行正反应为放热反应，△H＜0；
故答案为：＜；
②在300℃时，将2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH充入容积为1L的密闭容器中，CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），浓度商Q=

2

2×32

=

1

9

＜K=0.270，反应正向进行；
故答案为：A；
（2）原电池放电时，甲醇失电子被氧化，应为电池负极反应，其电极反应式为：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，正极电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；已知电池总反应为：2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O，电池在放电过程中消耗氢氧根离子，所以溶液的pH减小；
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；减小；
（3）电解饱和食盐水时，阳极是氯离子失电子生成氯气的过程，电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑．

点评：本题考查了化学反应速率，平衡常数影响因素分析判断，原电池、电解池原理的分析应用，掌握基础是关键，题目难度中等．