Question

7．（1）在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应：A（g）+B（g）?2C（g）△H＜0．t₁时刻达到平衡后，在t₂时刻改变某一条件，其反应过程如图1．下列说法正确的是ac（填序号字母）

a．0～t₁时，v_正＞v_逆，t₂时，v_逆＞v_正
b．混合气体的密度不再改变时，Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡
c．t₂时刻改变的条件可以是向密闭容器中加C
d．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数Ⅰ＜Ⅱ
（2）工业上常用CO₂和NH₃通过如下反应合成尿素[CO（NH₂）₂]．
CO₂（g）+2NH₃（g）$\stackrel{一定条件}{?}$CO（NH₂）₂（1）+H₂O（g）△H＜0
t℃时，向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10molCO₂和0.40molNH₃，70min开始达到平衡．反应中CO₂（ g）的物质的量随时间变化如表所示：

时间/min	0	20	70	80	100
n（CO2）/mol	0.10	0.060	0.020	0.020	0.020

①70min时，平均反应速率υ （CO₂ ）=0.00057mol/（L•min）．
②在100min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0.050mo1CO₂和0.20molNH₃，重新建立平衡后CO₂的转化率与原平衡相比将增大（填“增大”、“不变”或“减小”）．
③上述可逆反应的平衡常数为277.8（保留一位小数）．
④图2所示装置（阴、阳极均为惰性电极）可用于电解尿素〔CO（NH₂）₂〕的碱性溶液制取氢气．该装置中阳极的电极反应式为CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O，
（3）CH₄燃料电池，装置示意如图3（A、B为多孔性碳棒）．持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL．当 V=44.8L时，电池总反应方程式为CH₄+2O₂+KOH=KHCO₃+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）a．0～t₁时，逆反应速率增大，反应向正反应进行，t₂时改变条件，逆反应速率减小，反应向逆反应进行；
b．混合气体的密度始终不变；
c．t₂时刻若向密闭容器中加C，平衡逆向移动，反应前后气体的体积不变，恒温恒容下平衡时物质的浓度与原平衡相同；
d．平衡常数只受温度影响，若是升高温度使平衡逆向移动，平衡时的反应速率应高于原平衡；
（2）①根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算υ （CO₂ ）；
②在100min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0.050mo1CO₂和0.20molNH₃，与起始投入的二氧化碳与氨气的物质的量之比均为1：4，等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡正向移动；
③平衡时二氧化碳为0.02mol，计算平衡时各组分的物质的量浓度，代入平衡常数K=$\frac{c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{2}（N{H}_{3}）}$计算；
④电解尿素〔CO（NH₂）₂〕的碱性溶液制取氢气，由图可知，阳极上是尿素失去电子，碱性条件下生成氮气、碳酸根离子，还有水生成；
（3）V（甲烷）=44.8L，则n（甲烷）=2mol，而KOH为1L×2mol/L=2mol，二者物质的量之比为1：1，故反应生成碳酸氢钾与水．

解答 解：（1）a．0～t₁时，逆反应速率增大，反应向正反应进行，则v_正＞v_逆，t₂时改变条件，逆反应速率减小，反应向逆反应进行，t₂时，v_逆＞v_正，故a正确；
b．混合气体总质量不变，反应前后气体的物质的量不变，恒温条件下，容器的容积不变，混合气体的密度始终不变，故b错误；
c．t₂时刻若向密闭容器中加C，平衡逆向移动，反应前后气体的体积不变，恒温恒容下平衡时物质的浓度与原平衡相同，反应速率相同，故c正确；
d．平衡常数只受温度影响，若是升高温度使平衡逆向移动，平衡时的反应速率应高于原平衡，而图象为速率相等，故d错误，
故选：ac；
（2）①υ （CO₂ ）=$\frac{\frac{0.1mol-0.02mol}{2L}}{70min}$=0.00057mol/（L．min），故答案为：0.00057；
②在100min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0.050mo1CO₂和0.20molNH₃，与起始投入的二氧化碳与氨气的物质的量之比均为1：4，等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大，故答案为：增大；
③平衡时二氧化碳为0.02mol，则：
          CO₂（g）+2NH₃（g）?CO（NH₂）₂（1）+H₂O（g）
开始（mol）：0.1     0.4                      0
转化（mol）：0.08    0.16                     0.08
平衡（mol）：0.02    0.24                     0.08
平衡常数K=$\frac{c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{2}（N{H}_{3}）}$=$\frac{\frac{0.08}{2}}{\frac{0.02}{2}×（\frac{0.24}{2}）^{2}}$=277.8，
故答案为：277.8；
④电解尿素〔CO（NH₂）₂〕的碱性溶液制取氢气，由图可知，阳极上是尿素失去电子，碱性条件下生成氮气、碳酸根离子，还有水生成，阳极电极反应式为：CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O，
故答案为：CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O；
（3）V（甲烷）=44.8L，则n（甲烷）=2mol，而KOH为1L×2mol/L=2mol，二者物质的量之比为1：1，故反应生成碳酸氢钾与水，电池总反应方程式为：CH₄+2O₂+KOH=KHCO₃+2H₂O，
故答案为：CH₄+2O₂+KOH=KHCO₃+2H₂O．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、反应速率计算、平衡常数、电化学等，（1）为易错点，学生容易忽略平衡时的速率相等，难度中等．