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题目
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与甲醇燃料电池相比,乙醇燃料电池具有毒性低、理论能量密度高等优点,因此被广泛认为是更有前途的燃料电池.图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图.乙池中的两个电极均为石墨电极,乙池中盛有100mL 3.00mol/L的CuSO4溶液.请回答下列问题:
魔方格

(1)N的电极反应式为______.
(2)在此过程中,乙池中某一电极析出金属铜6.4g时,甲池中理论上消耗氧气______L(标准状况下).
(3)在此过程中,若乙池中两电极产生的气体体积恰好相等时(标准状况下),理论上需通入乙醇______ g.
(4)工业上可以利用下列反应制取乙醇:
反应I:2CO2(g)+6H2(g)
 催化剂 
.
 
CH3CH2OH(g)+3H2O(g) 25℃时.K=2.95×1011
反应II:2CO2(g)+4H2(g)
 催化剂 
.
 
CH3CH2OH(g)+H2O(g)25℃时,K=1.7l×1022
①写出反应I的平衡常数表达式K=______,
②条件相同时,反应I与反应II相比,转化程度更大的是______.
③在一定压强下,测得反应I的实验数据如下表:
答案
核心考点
试题【与甲醇燃料电池相比,乙醇燃料电池具有毒性低、理论能量密度高等优点,因此被广泛认为是更有前途的燃料电池.图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图.乙池中的两个电极均为石】;主要考察你对化学平衡常数等知识点的理解。[详细]
举一反三
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温度(K)

CO2转化率(%)
n(H2)/n(CO2
500600700800
1.545332012
260432815
383623722
(1)燃料电池中,通入燃料的电极是负极,通入氧气的电极是正极,所以N极是电解池的阳极,放电的是电解质中的氢氧根离子,即4OH--4e-=O2↑+2H2O,故答案为:4OH--4e-=O2↑+2H2O;
(2)乙池中M极是阴极,该极上析出金属铜,电极反应为:Cu2++2e-=Cu,当生成金属铜6.4g即0.1mol时,转移电子为0.2mol,甲池和乙池是串联电路,电路中转移电子的量相等,根据甲池中氧气的放电反应O2+2H2O+4e-=4OH-,当转移0.2mol电子时,消耗氧气的物质的量为0.05mol,体积是0.05mol×22.4L/mol=1.12L,,故答案为:1.12;
(3)乙池中阳极反应是4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极反应依次是:Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2,当铜离子全部放电时,转移电子是0.6mol,设转移nmol电子时,两极上产生气体的体积相等,则两极上产生气体的物质的量等式表示为:0.25n=0.5(n-0.6),解得n=1.2,根据反应C2H6O+3O2=2CO2+3H2O,在转移,12mol电子时,消耗C2H6O的量为1mol,当转移1.2mol电子时,理论上消耗乙醇0.1moL,质量是4.6g,故答案为:4.6;
(4)①平衡常数K=
生成物平衡浓度系数次方的乘积
反应物平衡浓度系数次方的乘积
=
[C2H6O][H2O]3
[CO2]2[H2]6
 
,故答案为:
[C2H6O][H2O]3
[CO2]2[H2]6
 

②根据平衡常数表征的意义:K越大表示反应物的转化程度大,故答案为:反应II;
③根据表中的数据可以看出,温度越高,二氧化碳的转化率越小,所以平衡越往左移动,说明向左的方向是吸热的,即反应是放热,温度越高K越小,根据表中数据提高氢碳比n(H2)/n(CO2),二氧化碳的转化率增大,所以向右进行,有利于乙醇的生成,故答案为:减小,有利.
373K时,某1L密闭容器中加入1molPCl5发生如下可逆反应:
PCl5 (g)
魔方格
PCl3(g)+Cl2 (g).其中物质PCl3的物质的量变化如右图所示.
(1)前20s内PCl5(g)的平均反应速率为______
(2)373K时该反应的平衡常数的值为______
(3)若在此平衡体系中再加入1mol的PCl5,与原平衡比较,新平衡时PCl5的转化率______(填“增大”或“减小”,下同).PCl5的平衡浓度______
(4)将原平衡升温至473K,重新达平衡时(其他条件不变),PCl3的平衡浓度为PCl5的3倍,该反应的正反应为______(填“放热反应”或“吸热反应”),为增大平衡体系中Cl2的物质的量,下列措施正确的是(其它条件相同)______
a.升高温度                       b.扩大容器的体积
c.加入合适的催化剂               d.再充入PCl3魔方格
已知2X2(g)+Y2(g)⇌2Z(g)△H=-akJ•mol-1(a>0),在一个容积固定的容器中加入2mol X2和1mol Y2,在500℃时充分反应达平衡后Z的浓度为W mol•L-1,放出热量bkJ.
(1)此反应平衡常数表达式为______;若将温度降低到300℃,则反应平衡常数将______(填增大、减少或不变).
(2)若原来容器中只加入2mol Z,500℃充分反应达平衡后,吸收热量ckJ,则Z浓度______W mol•L-1(填“>”、“<”或“=”),a、b、c之间满足关系______(用代数式表示).
(3)若将上述容器改为恒压容器(反应器开始体积相同),相同温度下起始加入2molX2和1molY2达到平衡后,Y2的转化率将______(填“变大”、“变小”或“不变”).
下列装置图或曲线图与对应的叙述相符的是(   )
魔方格
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A.图1:负极反应是Fe-2e-═Fe2+
B.图2:酸性KMnO4溶液中没有气泡出现,但溶液颜色会逐渐变浅乃至褪去
C.图3:可表示乙酸溶液中通入氨气至过量过程中溶液导电性(I)的变化
D.图4:可表示在恒容密闭容器中反应“2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),△H<0”的平衡常数K、K随温度的变化
联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料.N2H4与N204反应能放出大量的热.
(1)已知:2N02(g)═N204(g)△H=一57.20kJ•mol-.一定温度下,在密闭容器中反应2N02(g) 

魔方格

 N204(g)达到平衡.其他条件不变时,下列措施能提高NOz转化率的是______(填字母)
A.减小N02的浓度    B.降低温度  C.增加N02的浓度  D.升高温度
(2)17℃、1.0I×105Pa,2L密闭容器中N204和N02的混合气体达到平衡时,存在O.0600molN02,0.0240mol N204.则此反应2N02(g)

魔方格

N204(g)的平衡常数K______;
若减少容器体积,则平衡常数K______(填“增大”、“减小”或“不变”).
若升高体系温度,则平衡常数K______(填“增大”、“减小”或“不变”).
汽车尾气里含有NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:N2(g)+O2(g) 
魔方格
2NO(g)△H>0
已知该反应在2404℃时,平衡常数K=64×10-4.请回答:
(1)该反应的平衡常数表达式为 
(2)该温度下,向2L密闭容器中充入N2和O2各1mol,平衡时,N2的转化率是 %(保留整数).
(3)该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L,此时反应 (填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”),理由是 .
(4)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中,下列变化趋势正确的是 (填字母序号).

魔方格

(5)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2,达到平衡状态后再向其中充入一定量NO,重新达到化学平衡状态.与原平衡状态相比,此时平衡混合气中NO的体积分数 填“变大、“变小”或“不变”).