Question

I．如图1所示，将2molA气体和1molB气体充入一容积可变的密闭容器中．发生反应：2A（g）+B（g）?2C（g）．

I．如图1所示，将2molA气体和1molB气体充入一容积可变的密闭容器中．发生反应：2A（g）+B（g）?2C（g）．反应开始时可滑动的活塞的位置如图1所示，当反应达到平衡时，活塞位置如图2所示．则达到平衡时，A的转化率为______；该条件下反应的平衡常数为______．Ⅱ．（1）已知298K时，1molC2H6在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量1558.3KJ．写出该反应的化学方程式______．（2）利用该反应设计一个燃料电池：用氢氧化钾溶液做电解 质溶液，用多孔石墨做电极，在电极上分别充入乙烷和氧气．写出负极的电极反应式______．（3）有化学实验装置如图3，石墨棒上的电极反应式为______；如果起始时盛有1000mLpH=5的硫酸铜溶液（25℃）（CuSO4 足量），一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到起始浓度（忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入______（填物质名称），其质量为______．

Answer 1

Ⅰ依据图1和图2反应开始和平衡后气体体积之比在相同条件下等于物质的量之比，假设反应过程中消耗A的物质的量为x，列式计算
                   2A（g）+B（g）?2C（g）
起始量（mol）      2       1       0  
变化量（mol）      x      0.5x      x
平衡量（mol）    2-x     1-0.5x     x
得到 （ 2-x+1-0.5x+x）：（2+1）=7：10
求的x=1.8mol
A的转化率=

1.8

2

×100%=90%
平衡时ABC的浓度为
[A]=

(2?1.8)mol

7L

=

2

7

mol/L
[B]=

(1?0.5×1.8)mol

7L

=

0.1

7

mol/L
[C]=

1.8mol

7L

=

1.8

7

mol/L
则化学平衡常数K=

[C]2

[A]2[B]

=

( 1.8 7 )2

( 2 7 )2× 0.1 7

=56.7L?mol^-1
故答案为：90%；56.7L?mol^-1；
Ⅱ（1）1molC₂H₆在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量1558.3KJ，依据化学方程式的书写，2mol乙烷燃烧放热3116.6KJ，根据书写热化学方程式的要求写出热化学方程式为：
2C₂H₆（g）+7 O₂（g）=4CO₂（g）+6H₂O （l）△H=-3116.6KJ?mol^-1
（2）用氢氧化钾溶液做电解质溶液，用多孔石墨做电极，在电极上分别充入乙烷和氧气，乙烷在负极发生氧化反应，氧气再正极发生还原反应，在强碱溶液中进行，写出总的化学方程式为
 2C₂H₆+7 O₂+8OH^-=4CO₃^2-+10H₂O，正极反应容易写出为7O₂+14H₂O+28e^-=28OH^-，用总反应减去正极反应，消去氧气得到负极的电极反应式为C₂H₆+18 OH^-→2CO₃^2-+12H₂O+14e^-
（3）装置中的电子流向判断石墨为阳极，铁为阴极，电解质溶液中的氢氧根离子在阳极放电，电极反应为4OH^-→2H₂O+O₂↑+4e^-；阴极电极反应为Cu²⁺+2e^-=Cu
起始时盛有1000mLpH=5的硫酸铜溶液（25℃）（CuSO₄ 足量），一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到起始浓度（忽略溶液体积的变化），反应的化学方程式为2CuSO₄+2H₂O

通电  .

2Cu+2H₂SO₄+O₂↑根据PH的变化可知生成的硫酸近似为0.05mol，消耗硫酸铜0，05mol，消耗水0.05mol，所以需要加入与硫酸反应能生成硫酸铜0，05mol，水0.05mol的物质，所以加入氧化铜或碳酸铜等，需要氧化铜的质量=0.05mol×80g/mol=4g；需要碳酸铜的质量=0.05mol×124g/mol=6.2g；
故答案为：（1）2C₂H₆（g）+7 O₂（g）=4CO₂（g）+6H₂O （l）△H=-3116.6KJ?mol^-1
（2）C₂H₆+18 OH^-→2CO₃^2-+12H₂O+14e^-
（3）4 OH^-→2 H₂O+O₂↑+4e^-氧化铜 4g[或碳酸铜 6.2g]