题目内容

【题目】(1)一定条件下,铁可以和发生反应:,已知该反应的平衡常数与温度的关系如图所示。

①该反应是_______________(填“吸热”或“放热”)的反应。

②在恒温恒容的容器中进行该反应,下列能说明反应达到平衡状态的是_____________(填字母代号)

A. 的浓度保持不变

B.容器内总压强不再变化

C.

D.混合气体的平均相对分子质量不再变化

③温度下,向体积为的密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的,则的平衡转化率为_______。

(2)甲醇燃料电池中,若电解质溶液中的物质的量为,当有甲醇参与反应时,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是_________________________。

(3)用与干法制备的反应历程中包含的热化学方程式有:

则反应的______(用含的代数式表示)。早在1841年利用纯铁作电极插入浓的溶液电解制得,阳极生成的电极反应式为___________;等对其进行改进,在阴、阳电极间设置阳离子交换膜,有效提高了产率,阳离子交换膜的作用是________。

【答案】吸热 75% == 避免在阴极上被还原

【解析】

化学平衡常数只与温度有关,据它们的关系可判断反应的热效应;化学平衡的本质是正逆反应速率相等,特征是各物质的浓度等保持不变,由此判断是否达到化学平衡状态;据平衡常数可计算平衡转化率。已知甲醇、氢氧化钾的量可计算反应后溶质的物质的量,再据水解程度的主次关系,比较离子浓度大小。据盖斯定律,将已知热化学方程式加减处理,可求得目标热化学方程式。根据电解原理书写电极反应式,分析阳离子交换膜的作用。

(1)①根据图象,温度升高,平衡常数增大,所以该反应是吸热反应。

②据反应,.该反应向右进行,恒容条件下的浓度保持不变,说明达到平衡状态,正确;.该反应是气体体积不发生变化的反应,容器内压强始终保持不变,错误;.是固体,不表示化学反应速率,错误;.该反应向右进行,平均相对分子质量减少,则当混合气体的平均相对分子质量不再变化时,反应达到平衡状态,正确;选择AD。

③根据甲图可知在温度下,设加入的物质的量为,设反应掉 ,则生成。根据,,解得,所以则的平衡转化率为。

(2)当有甲醇参与反应,产生的二氧化碳是,和氢氧化钾反应,根据元素守恒可以计算,二者的水溶液均为碱性,所以溶液中离子浓度大小顺序为。

(3)将已知热化学方程式自上而下编号为①②③④,对照目标方程式,消去无关物质、保留有关物质,得目标方程式=①+②/2+③/2+④,故;

纯铁作电极电解浓溶液制得,铁元素从0价升到+6价,则阳极为Fe失电子生成,电极反应式为 =;阳离子交换膜不允许阴离子通过,阳极生成的不会在阴极被还原,从而提高产率。

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