Question

（10分）(1)一定條件下，在體積為3 L的密閉容器中，一氧化碳與氫氣反應生成甲醇(催化劑為Cu₂O/ZnO)∶    CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)．

根據題意和所給圖象完成下列各題：
①反應達到平衡時，平衡常數表達式K＝        ，
②升高溫度，K值   (填“增大”“減小”或“不變”)
（2）一定溫度下，將3 mol A氣體和1 mol B氣體通入一密閉容器中，發生如下反應：3A(g) + B(g)xC(g) 請填寫下列空白：若容器體積固定為2 L，反應2 min時測得剩余0.6 mol B，C的濃度為0.4 mol/L。
①x=        
②平衡混合物中，C的體積分數為50%，則B的轉化率是______________。
（3）運用化學反應原理研究氮、氧等單質及其化合物的反應有重要意義。有人設想尋求合適的催化劑和電極材料，以N₂、H₂為電極反應物，以HCl—NH₄Cl為電解質溶液制造新型燃燒電池,放電過程中，溶液中銨根離子濃度逐漸增大。請寫出該電池的正極反應式                         。

Answer 1

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

試題分析：（1）①化學常數是在一定條件下的可逆反應中，當可逆反應反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，所以根據反應的方程式可知，該反應的平衡常數表達式是K＝。
②根據圖像可知，溫度越高，甲醇的含量越低。說明升高溫度，平衡想逆反應方向越低，即正反應是放熱反應，所以升高溫度，K值減小。
（2）①                  3A(g) + B(g)xC(g)
起始濃度（mol/L）        1.5     0.5       0
轉化濃度（mol/L）       0.6     0.2       0.2x
2min時濃度（mol/L）     0.9      0.3       0.2x
所以根據題意可知2x＝0.4 mol/L
所以x＝2
②                        3A(g) + B(g)2C(g)
起始濃度（mol/L）        1.5     0.5       0
轉化濃度（mol/L）        3y      y         2y
平衡濃度（mol/L）       1.5－3y  0.5－y   2y
所以根據題意可知
解得y＝1/3
所以B的轉化率是1/3÷0.5＝66.67％
（3）原電池中負極失去電子，發生氧化反應。正極得到電子，發生還原反應。所以氮氣在正極通入。又因為電解質溶液顯酸性，所以正極電極反應式是N₂+8H⁺+6e^－=2NH₄⁺。
點評：在進行可逆反應的有關計算時，一般采用“三段式”進行，即分別列出起始量、轉化量和平衡量或某深刻的量，然后依據已知條件列式計算即可。