Question

（共10分）

（1）已知可逆反應：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)；△H＞0，請回答下列問題：

①若要增大M的轉化率，在其它條件不變的情況下可以采取的措施為_______________。

A．加入一定量M            B．加入一定量N              C．反應溫度升高

D．縮小容器體積            E．加入某物質作催化劑        F．分離出一定量P

②在某溫度下，反應物的起始濃度分別為：c(M)= 1 mol·L－1，c(N)=2.4 mol·L－1，達到平衡后，M的轉化率為60％，此時N的轉化率為_______________。此反應的化學平衡常數K＝_______________。

③若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為：c(M)= 4 mol·L－1，c(N)=a mol·L－1；達到平衡后，c(P)=2 mol·L－1，a=_______________mol·L－1。

（2）隨著科學技術的進步，人們研制出了多種類型的甲醇質子交換膜燃料電池，以滿足不同的需求。

下圖是某筆記本電腦用甲醇質子交換膜燃料電池的結構示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質子和電子（電子轉移的方向如下圖所示），電子經外電路、質子經內電路到達另一極與氧氣反應，電池總反應為：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。則c電極是      （填“正極”或“負極”），c電極上發生的電極反應式為_____________________________________________。

 

Answer 1

【答案】

（共10分（1）①BCF(各1分，多選倒扣，扣完為止)

②25%（1分）K=0.5（1分）③6（2分）   （2）負極（1分）CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺（2分）

【解析】（1）①反應是體積不變的、吸熱的可逆反應。所以壓強和催化劑不能改變平衡狀態，DE不正確。加入一定量M，平衡向正反應方向移動，但M的轉化率降低，A不正確。加入一定量N，平衡向正反應方向移動，M的轉化率增大，B正確。升高溫度平衡向正反應方向移動，M的轉化率增大，C正確。分離出一定量P，降低生成物的濃度，平衡向正反應方向移動，M的轉化率增大，F正確。所以答案選BCF。

②M的轉化率為60％，則消耗M是0.6mol/L。根據反應式可知，消耗N也是0.6mol/L，所以N的轉化率是0.6÷2.4×100%=25%。由于同時生成P、Q的濃度也是0.6mol/L，所以平衡常數等于。

③達到平衡后，c(P)=2 mol/L，則消耗c(M)=2 mol/L, c(N)=2 mol/L，生成c(Q)=2 mol/L，所以根據平衡常數可知，記得a＝6。

（2）c電極是電子流出的，所以是負極。負極甲醇失去電子，電極反應式為CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺。