题目内容
Ⅰ．已知：温度过高时，WO2（s）转变为WO2（g）：WO2（s）+2H2（g）?W（s）+2H2O（g）△H=+66.0KJ/mol
WO2（g）+2H2（g）?W（s）+2H2O（g）△H=-137.9KJ/mol
则WO2（s）?WO2（g）的△H=
Ⅱ.1100℃时，在体积为2L的恒容容器中发生如下反应：
Na2SO4（s）+4H2（g）?Na2S（s）+4H2O（g）．
（1）下列能判断该反应达到平衡状态的条件是
A、容器中压强不变 B、混合气体密度不变
C、1molH-H键断裂的同时形成2molH-O键 D、H2的体积分数不变
（2）若2min时反应达到平衡，此时气体质量增加了8g，则用H2表示该反应的化学反应速率为
（3）某温度下该反应达到平衡状态，测得混合气体的平均相对分子质量为14，则该温度下的平衡常数K为
（4）若降低温度，K值减小，则反应的△H
（5）若反应达平衡后，向体系中加入少量的H2，则反应再次达平衡后，H2O（g）的体积分数
Ⅲ．某500mL电解溶液中含0.1molNaCl和0.1molCuSO4．在恒定电流的情况下进行电解，2min后阴极开始产生气体，5min时停止电解，此时两极产生的气体体积理论上相同．
①写出此过程中阳极的电极反应式
②在图中分别画出阴、阳两极产生气体的体积（已换成标准状况下的体积）与时间的关系．
③将溶液稀释为1000ml后，所得溶液的pH为
考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断,化学反应速率和化学计量数的关系,电解原理
专题：基本概念与基本理论
分析：I．依据盖斯定律和热化学方程式计算得到所需热化学方程式；
II．（1）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆反应速率之比等于系数之比（不同物质），平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，由此衍生的一些物理量不变，以此分析；
（2）根据气体的质量变化求出参加反应的氢气的物质的量浓度变化，再求反应速率；
（3）分别设出平衡时氢气和水的物质的量，根据混合气体的平均相对分子质量求出二者的关系，再根据K的表达式求算；
（4）根据温度对K的影响分析；
（5）该反应等号前后气体的计量数相同，向体系中加入少量的H2，与原来的平衡是等效平衡，根据等效平衡分析；
III．溶液中阴阳离子的放电顺序分别为：阳离子放电顺序Cu2+＞H+＞Na+，阴离子放电顺序为Cl-＞OH-＞SO42-，阳极发生2Cl--2e-═Cl2↑、4OH--4e-═O2↑+H2O，阴极发生Cu2++2e-═Cu、2H++2e-═H2↑，当氢离子放电实质为电解水，电解后溶液中硫酸与NaOH的物质的量相同，氢离子过量，以此计算．
II．（1）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆反应速率之比等于系数之比（不同物质），平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，由此衍生的一些物理量不变，以此分析；
（2）根据气体的质量变化求出参加反应的氢气的物质的量浓度变化，再求反应速率；
（3）分别设出平衡时氢气和水的物质的量，根据混合气体的平均相对分子质量求出二者的关系，再根据K的表达式求算；
（4）根据温度对K的影响分析；
（5）该反应等号前后气体的计量数相同，向体系中加入少量的H2，与原来的平衡是等效平衡，根据等效平衡分析；
III．溶液中阴阳离子的放电顺序分别为：阳离子放电顺序Cu2+＞H+＞Na+，阴离子放电顺序为Cl-＞OH-＞SO42-，阳极发生2Cl--2e-═Cl2↑、4OH--4e-═O2↑+H2O，阴极发生Cu2++2e-═Cu、2H++2e-═H2↑，当氢离子放电实质为电解水，电解后溶液中硫酸与NaOH的物质的量相同，氢离子过量，以此计算．
解答：
解：I．①WO2（s）+2H2（g）?W（s）+2H2O（g）；△H=+66.0kJ?mol-1
②WO2（g）+2H2（g）?W（s）+2H2O（g）；△H=-137.9kJ?mol-1
依据盖斯定律①-②得到WO2（s）?WO2（g）的△H=+203.9kJ/mol；
故答案为：+203.9 kJ?mol-1；
II．（1）A、反应前后气体的物质的量不变，则容器中压强始终不变，所以不能根据压强判断平衡状态，故A错误；
B、该容器的体积不变，反应后气体的质量增大，所以混合气体密度逐渐增大，当混合气体的密度不变时即是平衡状态，故B正确；
C、1molH-H键断裂为正速率，形成2molH-O键为正速率，都是正速率，不能判断平衡状态，故C错误；
D、随着反应进行，氢气的量逐渐减小，所以H2的体积分数逐渐减小，当氢气的体积分数不变时即是平衡状态，故D正确；
故答案为：BD；
（2）设参加反应的氢气的物质的量为xmol，
Na2SO4（s）+4H2（g）?Na2S（s）+4H2O（g）
xmol xmol
已知2min时反应达到平衡，此时气体质量增加了8g，则18x-2x=8，解得x=0.5，v（H2）=
=0.125mol/（L?min），
故答案为：0.125mol/（L?min）；
（3）设平衡时氢气的物质的量为amol，H2O的物质的量为bmol，则
=14，则b=3a，所以K=
=
=81，故答案为：81；
（4）若降低温度，K值减小，则平衡逆移，逆方向为放热方向，所以正方向为吸热方向，即反应的△H＞0，故答案为：＞；
（5）该反应等号前后气体的计量数相同，向体系中加入少量的H2，与原来的平衡是等效平衡，所以达到平衡时各气体的百分含量不变，即H2O（g）的体积分数不变，故答案为：不变；
III．①溶液中阴阳离子的放电顺序分别为：阳离子放电顺序Cu2+＞H+＞Na+，阴离子放电顺序为Cl-＞OH-＞SO42-，则阳极发生2Cl--2e-═Cl2↑、4OH--4e-═O2↑+H2O，
故答案为：2Cl--2e-═Cl2↑；4OH--4e-═O2↑+H2O；
②2min之前，阳极发生2Cl--2e-═Cl2↑，
0.1mol 0.1 0.05
阴极发生Cu2++2e-═Cu
0.05 0.1
2min～5min，
阳极发生4OH--4e-═O2↑+H2O
4x x
阴极发生Cu2++2e-═Cu
0.05 0.1
2H++2e-═H2↑
4x-0.1 2x-0.05，
两极产生的气体体积理论上相同，则0.05+x=2x-0.05，解得x=0.1，即两极各收集0.15mol气体，
如图
，故答案为：；
③溶液中发生的电解总方程为：2NaCl+2CuSO4+2H2O
H2↑+O2↑+Cl2↑+Cu+2NaHSO4
则电解后有0.1molNaHSO4，稀释至1000mL，则c（H+）=
=0.1mol/L，所以pH=1，
故答案为：1．
②WO2（g）+2H2（g）?W（s）+2H2O（g）；△H=-137.9kJ?mol-1
依据盖斯定律①-②得到WO2（s）?WO2（g）的△H=+203.9kJ/mol；
故答案为：+203.9 kJ?mol-1；
II．（1）A、反应前后气体的物质的量不变，则容器中压强始终不变，所以不能根据压强判断平衡状态，故A错误；
B、该容器的体积不变，反应后气体的质量增大，所以混合气体密度逐渐增大，当混合气体的密度不变时即是平衡状态，故B正确；
C、1molH-H键断裂为正速率，形成2molH-O键为正速率，都是正速率，不能判断平衡状态，故C错误；
D、随着反应进行，氢气的量逐渐减小，所以H2的体积分数逐渐减小，当氢气的体积分数不变时即是平衡状态，故D正确；
故答案为：BD；
（2）设参加反应的氢气的物质的量为xmol，
Na2SO4（s）+4H2（g）?Na2S（s）+4H2O（g）
xmol xmol
已知2min时反应达到平衡，此时气体质量增加了8g，则18x-2x=8，解得x=0.5，v（H2）=
| ||
| 2min |
故答案为：0.125mol/（L?min）；
（3）设平衡时氢气的物质的量为amol，H2O的物质的量为bmol，则
| 2a+18b |
| a+b |
| c4(H2O) |
| c4(H2) |
(
| ||
(
|
（4）若降低温度，K值减小，则平衡逆移，逆方向为放热方向，所以正方向为吸热方向，即反应的△H＞0，故答案为：＞；
（5）该反应等号前后气体的计量数相同，向体系中加入少量的H2，与原来的平衡是等效平衡，所以达到平衡时各气体的百分含量不变，即H2O（g）的体积分数不变，故答案为：不变；
III．①溶液中阴阳离子的放电顺序分别为：阳离子放电顺序Cu2+＞H+＞Na+，阴离子放电顺序为Cl-＞OH-＞SO42-，则阳极发生2Cl--2e-═Cl2↑、4OH--4e-═O2↑+H2O，
故答案为：2Cl--2e-═Cl2↑；4OH--4e-═O2↑+H2O；
②2min之前，阳极发生2Cl--2e-═Cl2↑，
0.1mol 0.1 0.05
阴极发生Cu2++2e-═Cu
0.05 0.1
2min～5min，
阳极发生4OH--4e-═O2↑+H2O
4x x
阴极发生Cu2++2e-═Cu
0.05 0.1
2H++2e-═H2↑
4x-0.1 2x-0.05，
两极产生的气体体积理论上相同，则0.05+x=2x-0.05，解得x=0.1，即两极各收集0.15mol气体，
如图
，故答案为：；③溶液中发生的电解总方程为：2NaCl+2CuSO4+2H2O
| ||
则电解后有0.1molNaHSO4，稀释至1000mL，则c（H+）=
| 0.1mol |
| 1L |
故答案为：1．
点评：本题考查了热化学方程式和盖斯定律的计算应用、反应速度及平衡常数的计算、影响平衡移动的因素、电解原理的应用等，题目综合性较强，考查的知识点较多，难度较大；明确K的含义、等效平衡原理、电解中离子的放电顺序及电极反应为解答该题的关键．
练习册系列答案
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