题目内容

(1)已知可逆反应:M(g)+N(g)?P(g)+Q(g);△H>0,请回答下列问题:
①若要增大M的转化率,在其它条件不变的情况下可以采取的措施为
 
.
A.加入一定量M            B.加入一定量N              C.反应温度升高
D.缩小容器体积            E.加入某物质作催化剂        F.分离出一定量P
②在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)=1mol?L-1,c(N)=2.4mol?L-1,达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为
 
.此反应的化学平衡常数K=
 
.
③若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)=4mol?L-1,c(N)=a mol?L-1;达到平衡后,
c(P)=2mol?L-1,a=
 
 mol?L-1.
(2)随着科学技术的进步,人们研制出了多种类型的甲醇质子交换膜燃料电池,以满足不同的需求.
下图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图.甲醇在催化剂作用下提供质子和电子(电子转移的方向如下图所示),电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应,电池总反应为:2CH3OH+3O2═2CO2+4H2O.则c电极是
 
(填“正极”或“负极”),c电极上发生的电极反应式为
 
.
考点:化学平衡的计算,化学电源新型电池,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素
专题:物质的组成专题
分析:(1)①反应前后气体的计量数相等,压强对平衡移动物影响,正反应吸热,可升高温度,使平衡向正反应分析移动,要增大M的转化率,可加入N或分离出生成物;
②根据反应的方程式利用三段式法计算;
③反应温度不变,则平衡常数不变,根据平衡常数利用三段式法计算该题;
(2)根据电子流向可知c为负极,负极发生氧化反应,甲醇被氧化生成二氧化碳和水.
解答: 解:(1)①A.加入一定量M,M的转化率反而降低,故A错误;
B.加入一定量N,平衡向正反应方向移动,M的转化率增大,故B正确;
C.反应温度升高,平衡向正反应方向移动,M的转化率增大,故C正确;
D.缩小容器体积,平衡不移动,故D错误;
E.加入某物质作催化剂,平衡不移动,故E错误;
F.分离出一定量P,平衡向正反应方向移动,M的转化率增大,故F正确.
故答案为:BCF;
②M(g)+N(g)?P(g)+Q(g)
起始(mol/L)   1      2.4
转化(mol/L)   x       x     x     x
平衡(mol/L)   1-x     2.4-x x     x
x
1
×100%=60%,
x=0.6,
N的转化率为
0.6
2.4
×100%
=25%,
K=
0.6×0.6
0.4×1.8
=0.5,
故答案为:25%;0.5;
③若反应温度不变,则平衡常数不变,为0.5,反应物的起始浓度分别为:c(M)=4mol?L-1,c(N)=a mol?L-1;达到平衡后,c(P)=2mol?L-1,
              M(g)+N(g)?P(g)+Q(g)
起始(mol/L)   4      a  
转化(mol/L)   2      2     2     2 
平衡(mol/L)    2    a-2    2     2
2×2
2×(a-2)
=0.5,
a=6,
故答案为:6;
(2)原电池中电子从负极经外电路流向正极,根据电子流向可知c电极为负极,甲醇在负极上发生氧化反应,电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+,
故答案为:负极;CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+.
点评:本题考查较为综合,涉及化学平衡的计算、化学平衡的移动以及电化学知识,综合考查学生的分析能力和计算能力,注意利用三段式法计算,把握平衡常数的意义以及电极方程式的书写,难度中等.
练习册系列答案
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研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义.

(1)利用反应6NO2+8NH3
催化剂
△
7N2+12H2O可以处理NO2.当转移1.2mol电子时,生成的N2在标准状况下是
 
L.
(2)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1所示.该反应△H
 
0(填“>”或“<”).实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理是
 
.
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图2所示的装置.已知甲池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O.请回答:通入CH3OH的电极的电极反应式是
 
,B电极的电极反应式为
 
.
(4)如图3所示,温度不变时某容器分隔Ⅰ、Ⅱ两部分,Ⅰ容积固定不变,Ⅱ有可移动的活塞,现在Ⅰ中充入2molSO2和1molO2,在Ⅱ中充入2molSO3(g)和1molN2,在相同条件下发生可逆反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g).
根据下列要求填写空白:
①若固定活塞位置在右侧的3处不动,达到平衡时,
设Ⅰ中压强为PⅠ,Ⅱ中压强为PⅡ,则PⅠ与PⅡ的关系是PⅠ
 
PⅡ(填“大于”、“小于”或“等于”).
②若要使Ⅱ中与Ⅰ中平衡状态相同,可移动活塞的位置应在
 
处.(选“2”、“3”或“4”)
③若活塞右移到4处,达到平衡后,Ⅰ中SO3(g)为x mol,Ⅱ中SO3(g)为y mol,则x和y的关系是y
 
x(填“大于”、“小于”或“等于”).

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