Question

试运用所学知识，解决下列问题：（1）已知某反应的平衡表达式为K=c(H2)?c(CO)c(H2O)，它所对应的化学方程

试运用所学知识，解决下列问题：（1）已知某反应的平衡表达式为K=c(H2)?c(CO)c(H2O)，它所对应的化学方程式为：______．（2）已知在400℃时，N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0的K=0.5，则400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应v（N2）正______v（N2）逆（填：＞、＜、=、不能确定）．欲使得该反应的化学反应速率加快，同时使平衡时NH3的体积百分数增加，可采取的正确措施是______（填序号）．A．缩小体积增大压强 B．升高温度 C．加催化剂 D．使氨气液化移走（3）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：A（g）+3B（g）?2C（g）+D（s）△H，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表： t/K 300 400 500 … K/（mol?L-1）2 4×106 8×107 K1 …请完成下列问题：①判断该反应的△H______0（填“＞”或“＜”）．②在一定条件下，能判断该反应一定达化学平衡状态的是______（填序号）．A．3v（B）（正）=2v（C）（逆） B．A和B的转化率相等C．容器内压强保持不变 D．混合气体的密度保持不变（4）以天然气（假设杂质不参与反应）为原料的燃料电池示意图如图所示．①放电时，负极的电极反应式为______②假设装置中盛装100.0mL 3.0mol?L-1 KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下体积为8960mL．放电完毕后，电解质溶液中各离子浓度的大小关系为______．

Answer 1

（1）平衡表达式为：K=

C(H2)?C(CO)

C(H2O)

，生成物为CO、H₂，反应物含有H₂O，三者化学计量数分别为1、1、1，根据元素守恒，故另一反应物为固体C，反应中它所对应反应的化学方程式为C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），故答案为：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；
（2）一段时间后，测得N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，
则c（N₂）=4mol/L，c（H₂）=2mol/L，c（NH₃）=4mol/L，
则Q=

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

=

42

4×23

=0.5，说明反应达到平衡状态，则有v（NH₃）_正=v（NH₃）_逆，
欲使得该反应的化学反应速率加快，同时使平衡时NH₃的体积百分数增加，
A．反应是气体体积减小的反应，缩小体积增大压强，反应速率增大，平衡逆向进行，故A正确；
B．反应是放热反应，升高温度，速率增大，平衡逆向进行，故B错误；
C．加催化剂改变反应速率，不改变平衡，故C错误；
D．使氨气液化移走，平衡正向进行，反应速率减小，故D错误；
故答案为：=；A；
（3）A（g）+3B（g）?2C（g）+D（s），反应是气体体积减小的反应
①平衡常数随温度变化，温度越高，平衡常数越大，平衡正向进行，正反应方向是吸热反应，△H＞0，故答案为：＞；
②化学平衡标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变；
A．反应速率之比等于化学方程式计量数之比，为正反应速率之比，2υ（B）_正=3υ（C）_逆，说明反应达到化学平衡状态，3υ（B）_正=2υ（C）_逆，比值错误，故A错误；
B．转化率和起始量变化量有关，A和B的转化率相等不能说明反应达到平衡状态，故B错误；
C．反应是气体体积减小的反应，容器内压强保持不变说明反应达到平衡状态，故C正确；
D．反应前后气体质量减小，容器体积不变，平衡移动，密度变化，所以混合气体的密度保持不变说明反应达到平衡状态，故D正确；
故答案为：CD；
（4）①负极发生氧化反应，天然气在负极放电生成碳酸根离子，电极反应式为：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，故答案为：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
②参与反应的氧气在标准状况下体积为8960mL，物质的量为

8.96L

22.4L/mol

=0.4mol，根据电子转移守恒可知，生成二氧化碳为

0.4mol×4

8

=0.2mol，n（NaOH）=0.1L×3.0mol?L^-1=0.3mol，n（NaOH）：n（CO₂）=0.3mol：0.2mol=3：2，介于1：1与2：1之间，故生成碳酸钾、碳酸氢钾，令碳酸钾、碳酸氢钾的物质的量分别为xmol、ymol，则x+y=0.2，2x+y=0.3，解得x=0.1，y=0.1，溶液中碳酸根水解，碳酸氢根的水解大于电离，溶液呈碱性，故c（OH^-）＞c（H⁺），碳酸根的水解程度大于碳酸氢根，故c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），钾离子浓度最大，水解程度不大，碳酸根浓度原大于氢氧根离子，故c（K⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故答案为：c（K⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．②c（K⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．