Question

【題目】是一種重要的化工原料，被廣泛應用在工農業生產中。請運用所學知識解決下列問題：

已知反應：

工業制取炭黑的方法之一是將甲烷隔絕空氣加熱到進行裂解。該反應的熱化學方程式為______。

容積固定為1L的密閉容器內充入和，保持發生反應，用壓力計監測反應過程中容器內壓強的變化如下表：

反應時間	0	5	10	15	20	25
壓強

則反應從開始到20min時，以CO濃度變化表示的平均反應速率______。

對于反應來說：

時，平衡常數。測得密閉容器中各物質達到平衡時物質的量濃度分別為：，，，，則______填“”、“”或“”，判斷依據是______。

下列措施有利于提高反應混合氣中含量的是______。

A.使用催化劑 升高溫度 及時導出CO增大反應體系的壓強

一定條件下，將與按物質的量之比1：1置于恒容密閉容器中反應，下列能說明該反應達到平衡狀態的是______。

A.

B.體系中混合氣體密度不變

C.與的轉化率相等

D.與物質的量之比不再改變

E.反應體系壓強不再改變

以甲烷為燃料的新型電池得到廣泛應用。下圖是甲烷燃料電池工作原理的示意圖。

極上的電極反應式為______。

以該燃料電池作電源，用石墨作電極電解硫酸銅溶液，當陽極收集到標準狀況氣體時，消耗甲烷的體積為______標準狀況。

Answer 1

【答案】 反應屬于吸熱反應，升高溫度K值增大，的，所以

【解析】

；根據蓋斯定律用得：，故答案為：；

從反應開始到20min時，設CO的濃度變化量是x，

初始濃度：2 4 0

變化濃度：x 2x x

平衡濃度：x

根據反應前后壓強之比等于物質的量之比，則，解得：；從反應開始到20min時，以CO表示的平均反應速率，故答案為：；

對于反應，測得密閉容器中各物質達到平衡時物質的量濃度分別為：，，，，時的平衡常數，該反應為吸熱反應，升高溫度平衡向著正向移動，平衡常數增大，則溫度，故答案為：；反應屬于吸熱反應，升高溫度K值增大，的，所以；

使用催化劑，化學平衡不移動，無法提高反應混合氣中含量，故A錯誤；

B.該反應為吸熱反應，升高溫度，平衡向著正向移動，可提高反應混合氣中含量，故B正確；

C.及時導出CO，生成物濃度減小，平衡向著正向移動，能夠提高反應混合氣中含量，故C正確；

D.增大反應體系的壓強，平衡向著逆向移動，反應混合氣中含量減小，故D錯誤；

故答案為：BC；

一定條件下，將與按物質的量之比1：1置于恒容密閉容器中發生反應。

A.，表明正逆反應速率相等，該反應達到平衡狀態，故A正確；

B.體系中混合氣體密度始終不變，不能根據混合氣體密度判斷平衡狀態，故B錯誤；

C.與按物質的量之比1：1置于恒容密閉容器中發生反應，二者的計量數相等，則與的轉化率始終相等，無法判斷平衡狀態，故C錯誤；

D.與的初始物質的量相等，反應按照1：1進行，則二者的物質的量之比始終不變，無法判斷平衡狀態，故D錯誤；

E.該反應為氣體體積增大的反應，壓強為變量，當反應體系壓強不再改變時，表明正逆反應速率相等，該反應達到平衡狀態，故E正確；故答案為：AE；

燃料電池中燃料在負極發生氧化反應，甲烷失電子在熔融鹽中生成二氧化碳氣體，則B極上的電極反應式為：，故答案為：；

若用該燃料電池作電源，用石墨作電極電解硫酸銅溶液，陽極收集到的標準狀況氣體為氧氣，物質的量為：，電極反應為：，結合電子守恒和電極反應可得：，，則消耗甲烷物質的量為：，標準狀況下的體積為：，故答案為：56。