题目内容
14．在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2molCO2和3mol H2，发生的反应为：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），△H=-a kJ•mol-1（a＞0），测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图1所示．
（1）能说明该反应已达平衡状态的是AB．（选填编号）
A．CO2的体积分数在混合气体中保持不变
B．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗1.2mol H2，同时生成0.4molH2O
D．该体系中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1，且保持不变
（2）计算该温度下此反应的平衡常数K=0.20．（保留两位有效数字）．若改变条件C（填选项），可使K=1．
A．增大压强 B．增大反应物浓度C．降低温度D．升高温度E．加入催化剂
（3）某甲醇燃料电池原理如图2所示．
①M区发生反应的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+．
②用上述电池做电源，用图2装置电解饱和食盐水（电极均为惰性电极），则该电解的总反应离子方程式为：2Cl-+2H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2 OH-．假设溶液体积为300mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），理论上消耗甲醇的质量为0.16g（忽略溶液体积变化）．
分析 （1）化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断；
（2）根据图象数据结合平衡常数K的计算公式进行计算，根据K仅与温度有关及反应为放热来判断改变条件；
（3）①依据原电池装置图象分析，氢离子移向正极，所以M为原电池负极，N为正极，负极是甲醇燃料失电子在酸性介质中生成二氧化碳，据此书写电极反应；
②电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠，结合化学方程式书写离子方程式；依据电子守恒计算消耗甲醇质量．
解答 解：（1）①A．CO2的体积分数在混合气体中保持不变，则能说明达到平衡状态，故A正确；
B．平衡气体质量不变，反应前后气体物质的量减小，混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化，说明反应达到平衡，故B符合；
C．单位时间内每消耗1.2mol H2，同时生成0.4molH2O，不能体现正逆反应，故不能说明达到平衡状态，故C错误；
D．H2O与CH3OH都是产物，并且按照1：1的比例生成，所以H2O与CH3OH的物质的量浓度之比一直为1：1，不能说明达到平衡状态，故D错误；故选AB；
（2）由图象数据CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）得
开始浓度：1 1.5 0 0
转化浓度：0.25 0.75 0.25 0.25
平衡浓度：0.75 0.75 0.25 0.25
所以K=$\frac{0.25×0.25}{0.75×0.7{5}^{3}}$=0.20，则要使K=1，又反应放热所以降低温度使平衡向正反应方向移动，故答案为：0.20；C；
（3）①M区是质子流出的一极，应是原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，故答案为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；
②电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠，结合化学方程式书写离子方程式为：2Cl-+2H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2 OH-；溶液体积为300mL，当溶液的pH值为13时，溶液中氢氧根离子浓度c（OH-）=0.1mol/L，生成氢氧根离子物质的量=消耗氢离子物质的量=0.1mol/L×0.3L=0.03mol，依据电极反应和电子守恒计算，CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，2H++2e-=H2↑，CH3OH～6H+，甲醇物质的量=0.005mol，质量=0.005mol×32g/mol=0.16g；故答案为：2Cl-+2H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2 OH-；0.16g．
点评 本题考查了热化学方程式和盖斯定律计算分析化学平衡影响因素，平衡移动原理的分析判断，注意图象分析应用，原电池、电解池原理的分析判断，掌握基础是关键，题目难度中等．
快捷英语周周练系列答案| A． | 1.0×10-4 mol/L | B． | 1.0×10-8 mol/L | ||
| C． | 1.0×10-11 mol/L | D． | 1.0×10-10 mol/L |
| A． | 2.0gH218O与D2O的混合物中所含中子数为NA | |
| B． | 28 g乙烯（C2H4）和环丁烷（C4H8）的混合气体中含有的碳原子数为NA | |
| C． | 标准状况下，5.6LCO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5 NA | |
| D． | 50ml 12mol/L盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA |
| A． | 向漂白粉溶液中通入少量SO2：Ca2++2ClO-+2H2O+SO2═CaSO3↓+2HClO | |
| B． | 实验室用石灰石制备CO2：CO32-+2H+═CO2↑+H2O | |
| C． | 向NH4HCO3溶液中加入足量稀NaOH溶液：NH4++OH-═NH3•H2O | |
| D． | 向NaOH溶液中通入少量Cl2：Cl2+2OH-═ClO-+Cl-+H2O |
| A． | 向蔗糖溶液中加入稀硫酸，加热，冷却后加入新制Cu（OH）2检验水解产物 | |
| B． | 用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙烷与乙烯 | |
| C． | 用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中的少量乙酸 | |
| D． | 利用燃烧的方法鉴别羊毛和蚕丝 |
| A． | 1 L 2 mol•L-1的NH4Cl溶液中含有的NH4+数目为2NA | |
| B． | 标况下，0.1mol苯中含有C=C键数目为0.3NA | |
| C． | 常温常压下，5.2g乙炔和苯的混合气体中含有的碳原子数为0.4NA | |
| D． | 7.8g过氧化钠与足量CO2反应，转移电子数为0.2NA，CO2为还原剂 |
| A． | 实验室废液直接倒入水槽中 | |
| B． | 点燃可燃性气体前，必须检验气体的纯度 | |
| C． | 不慎洒出的酒精在实验台上着火时，立即用水浇灭 | |
| D． | 大量氯气泄漏时，迅速离开现场，并尽量向低凹处去 |