Question

（10分）(1)一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu₂O/ZnO)∶    CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)．

根据题意和所给图象完成下列各题：
①反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝        ，
②升高温度，K值   (填“增大”“减小”或“不变”)
（2）一定温度下，将3 mol A气体和1 mol B气体通入一密闭容器中，发生如下反应：3A(g) + B(g)xC(g) 请填写下列空白：若容器体积固定为2 L，反应2 min时测得剩余0.6 mol B，C的浓度为0.4 mol/L。
①x=        
②平衡混合物中，C的体积分数为50%，则B的转化率是______________。
（3）运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N₂、H₂为电极反应物，以HCl—NH₄Cl为电解质溶液制造新型燃烧电池,放电过程中，溶液中铵根离子浓度逐渐增大。请写出该电池的正极反应式                         。

Answer 1

（10分）（1）①　②减小
（2）① 2       ②66.7﹪ （3）N₂+8H⁺+6e^－=2NH₄⁺

试题分析：（1）①化学常数是在一定条件下的可逆反应中，当可逆反应反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据反应的方程式可知，该反应的平衡常数表达式是K＝。
②根据图像可知，温度越高，甲醇的含量越低。说明升高温度，平衡想逆反应方向越低，即正反应是放热反应，所以升高温度，K值减小。
（2）①                  3A(g) + B(g)xC(g)
起始浓度（mol/L）        1.5     0.5       0
转化浓度（mol/L）       0.6     0.2       0.2x
2min时浓度（mol/L）     0.9      0.3       0.2x
所以根据题意可知2x＝0.4 mol/L
所以x＝2
②                        3A(g) + B(g)2C(g)
起始浓度（mol/L）        1.5     0.5       0
转化浓度（mol/L）        3y      y         2y
平衡浓度（mol/L）       1.5－3y  0.5－y   2y
所以根据题意可知
解得y＝1/3
所以B的转化率是1/3÷0.5＝66.67％
（3）原电池中负极失去电子，发生氧化反应。正极得到电子，发生还原反应。所以氮气在正极通入。又因为电解质溶液显酸性，所以正极电极反应式是N₂+8H⁺+6e^－=2NH₄⁺。
点评：在进行可逆反应的有关计算时，一般采用“三段式”进行，即分别列出起始量、转化量和平衡量或某深刻的量，然后依据已知条件列式计算即可。