Question

【题目】（1）恒温下，将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

①若反应某时刻t时，n(N2)=13mol，n(NH3)=6mol，则a=_____mol；

②反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L（标况下），其中NH3的含量(体积分数)为25%，平衡时NH3的物质的量_____；

③原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比（写出最简整数比、下同），n(始)∶n(平)=_____；

④原混合气体中，a∶b=_____；

⑤达到平衡时，N2和H2的转化率之比，α(N2)∶α(H2)=______；平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=_____。

（2）CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。其中负极反应式为CH3OH＋8OH--6e-=CO32-＋6H2O。则下列说法正确的是______(填序号)。

①电池放电时通入空气的电极为负极

②电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱

③电池放电时每消耗6.4gCH3OH转移1.2mol电子

Answer 1

【答案】16 8mol 5:4 2:3 1:2 3:3:2 ②③

【解析】

(1)根据题意，列三段式如下：；据此可以求出a=16mol；反应达平衡时，NH3的物质的量为；平衡混合气的组成为：N2为16mol-4mol=12mol，NH3为8mol，H2为32mol-12mol-8mol=12mol，则：

据此可以求出b=24；据以上分析解答问题①-⑤；气体的体积分数与气体的物质的量分数成正比；转化率=变化量与起始量的比值；

(2)甲醇燃料电池，甲醇在负极发生氧化反应，；氧气在正极发生还原反应，O2+4e-+2H2O=4OH-，据此进行①-③问题的解答。

(1)①根据题意，列三段式如下： ，所以a=(13+3)mol=16mol，故答案为：16；

②反应达平衡时，混合气体为，其中NH3的物质的量为，故答案为：8mol；

③结合①②可知，平衡混合气的组成为：N2为16mol-4mol=12mol，NH3为8mol，H2为32mol-12mol-8mol=12mol，则：，解得：b=24，n(始):n(平)= (16+24):(12+12+8)=40:32=5:4，故答案为：5:4；

④由③可知，a:b=16:24=2:3，故答案为：2:3；

⑤达到平衡时，N2和H2的转化率之比，α(N2):α(H2)==1:2，平衡混合气体中，n(N2):n(H2):n(NH3)=12:12:8=3:3:2，故答案为：1:2；3:3:2；

(2)①燃料电池放电时，氧气得电子，通入正极，①错误；

②燃料电池总反应为：2CH3OH＋3O2+4OH-=2CO32-＋6H2O，消耗OH-的同时生成H2O，电解质溶液碱性减弱，②正确；

③消耗6.4gCH3OH，其物质的量为，则根据负极反应式可知：转移电子为，③正确；

综上所述，②③正确，故答案为：②③。