Question

（一）恒溫恒容下，將2mol A氣體和2mol B氣體通入體積為2L的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：2A（g）+B（g）?x C（g）+2D（s），2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)剩余1.2mol B，并測(cè)得C的濃度為1.2mol?L^-1．
（1）從開(kāi)始反應(yīng)至達(dá)到平衡狀態(tài)，生成C的平均反應(yīng)速率為

0.6mol/（L?min）

．
（2）x=

3

．
（3）A的轉(zhuǎn)化率與B的轉(zhuǎn)化率之比為

2：1

．
（4）下列各項(xiàng)可作為該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是

B

．
A．壓強(qiáng)不再變化        B．氣體密度不再變化
C．A的消耗速率與B的消耗速率之比為2：1
（二）能源短缺是人類社會(huì)面臨的重大問(wèn)題．甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景．
（1）工業(yè)上合成甲醇的反應(yīng)原理為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H，
下表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）．

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷△H

＜

0 （填“＞”、“=”或“＜”）．
②在300℃時(shí)，將2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH充入容積為1L的密閉容器中，此時(shí)反應(yīng)將

A

．
A．向正方向移動(dòng)   B．向逆方向移動(dòng)   C．處于平衡狀態(tài)   D．無(wú)法判斷
（2）已知在常溫常壓下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1451.6kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1
寫出該條件下甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：

CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol

．
（3）以甲醇、氧氣為原料，KOH溶液作為電解質(zhì)構(gòu)成燃料電池總反應(yīng)為：2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O，則正極的電極反應(yīng)式為

O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-

，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行溶液的pH

減小

（填“增大”“減小”或“不變”）．
（4）如果以該燃料電池為電源，石墨作兩極電解飽和食鹽水，則該電解過(guò)程中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為

2Cl^--2e^-═Cl₂↑

．

Answer 1

分析：（一）（1）2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，測(cè)得C的濃度為1.2mol?L^-1，結(jié)合v=

△c

△t

計(jì)算；
（2）2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)剩余1.2mol B，計(jì)算出B的反應(yīng)速率，利用反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比解答；
（3）轉(zhuǎn)化的B為2mol-1.2mol=0.8mol，由反應(yīng)可知轉(zhuǎn)化的A為0.8mol×2=1.6mol；
（4）利用平衡的特征“等、定”及由此衍生的物理量來(lái)判斷；
（二）（1）①由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越大，K越小；
②300℃時(shí)，K=0.270，利用Qc與K的關(guān)系判斷；
（2）由蓋斯定律可知，①-②得到2CH₃OH（l）+2O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l）；
（3）2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O中，O元素的化合價(jià)降低，則正極上氧氣得到電子，該反應(yīng)消耗KOH；
（4）石墨作兩極電解飽和食鹽水，Cl^-在陽(yáng)極放電．

解答：解：（一）（1）2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，測(cè)得C的濃度為1.2mol?L^-1，由v=

△c

△t

=

1.2mol/L

2min

=0.6mol/（L?min），
故答案為：0.6mol/（L?min）；
（2）2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)剩余1.2mol B，B的反應(yīng)速率為

0.8mol 2L

2min

=0.2mol/（L．min），由反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知，x=3，
故答案為：3；
（3）轉(zhuǎn)化的B為2mol-1.2mol=0.8mol，由反應(yīng)可知轉(zhuǎn)化的A為0.8mol×2=1.6mol，則A、B轉(zhuǎn)化率之比為

1.6mol

2mol

：

0.8mol

2mol

=2：1，
故答案為：2：1；
（4）2A（g）+B（g）?3 C（g）+2D（s）中，氣體的總物質(zhì)的量不變，則
A．壓強(qiáng)始終不變化，不能判斷平衡，故A錯(cuò)誤；        
B．氣體的質(zhì)量為變量，則氣體密度不再變化，達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．A的消耗速率與B的消耗速率之比為2：1，關(guān)系始終存在，不能判斷平衡，故C錯(cuò)誤；
故答案為：B；
（二）（1）①由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越大，K越小，則該反應(yīng)的△H＜0，
故答案為：＜；
②300℃時(shí)，K=0.270，Qc=

2

2×32

=＜K，則平衡正向移動(dòng)，
故答案為：A；
（2）由蓋斯定律可知，①-②得到2CH₃OH（l）+2O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l），則CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol，
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol；
（3）2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O中，O元素的化合價(jià)降低，則正極上氧氣得到電子，正極反應(yīng)為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，該反應(yīng)消耗KOH，則溶液的pH減小，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；減小；
（4）石墨作兩極電解飽和食鹽水，Cl^-在陽(yáng)極放電，陽(yáng)極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，
故答案為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑．

點(diǎn)評(píng)：本題為綜合性題，涉及化學(xué)平衡的計(jì)算、反應(yīng)速率的計(jì)算、平衡判定、原電池、電解原理、熱化學(xué)反應(yīng)方程式等，側(cè)重反應(yīng)原理的考查，為高考常見(jiàn)考點(diǎn)，題目難度中等．