Question

（一）恒溫恒容下，將2mol A氣體和2mol B氣體通入體積為2L的密閉容器中發生如下反應：2A（g）+B（g）?x C（g）+2D（s），2min時反應達到平衡狀態，此時剩余1.2mol B，并測得C的濃度為1.2mol?L^-1．
（1）從開始反應至達到平衡狀態，生成C的平均反應速率為

0.6mol/（L?min）

．
（2）x=

3

．
（3）A的轉化率與B的轉化率之比為

2：1

．
（4）下列各項可作為該反應達到平衡狀態的標志的是

B

．
A．壓強不再變化        B．氣體密度不再變化
C．A的消耗速率與B的消耗速率之比為2：1
（二）能源短缺是人類社會面臨的重大問題．甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發和應用前景．
（1）工業上合成甲醇的反應原理為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H，
下表所列數據是該反應在不同溫度下的化學平衡常數（K）．

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①根據表中數據可判斷△H

＜

0 （填“＞”、“=”或“＜”）．
②在300℃時，將2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH充入容積為1L的密閉容器中，此時反應將

A

．
A．向正方向移動   B．向逆方向移動   C．處于平衡狀態   D．無法判斷
（2）已知在常溫常壓下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1451.6kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1
寫出該條件下甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態水的熱化學方程式：

CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol

．
（3）以甲醇、氧氣為原料，KOH溶液作為電解質構成燃料電池總反應為：2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O，則正極的電極反應式為

O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-

，隨著反應的不斷進行溶液的pH

減小

（填“增大”“減小”或“不變”）．
（4）如果以該燃料電池為電源，石墨作兩極電解飽和食鹽水，則該電解過程中陽極的電極反應式為

2Cl^--2e^-═Cl₂↑

．

Answer 1

分析：（一）（1）2min時反應達到平衡狀態，測得C的濃度為1.2mol?L^-1，結合v=

△c

△t

計算；
（2）2min時反應達到平衡狀態，此時剩余1.2mol B，計算出B的反應速率，利用反應速率之比等于化學計量數之比解答；
（3）轉化的B為2mol-1.2mol=0.8mol，由反應可知轉化的A為0.8mol×2=1.6mol；
（4）利用平衡的特征“等、定”及由此衍生的物理量來判斷；
（二）（1）①由表中數據可知，溫度越大，K越小；
②300℃時，K=0.270，利用Qc與K的關系判斷；
（2）由蓋斯定律可知，①-②得到2CH₃OH（l）+2O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l）；
（3）2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O中，O元素的化合價降低，則正極上氧氣得到電子，該反應消耗KOH；
（4）石墨作兩極電解飽和食鹽水，Cl^-在陽極放電．

解答：解：（一）（1）2min時反應達到平衡狀態，測得C的濃度為1.2mol?L^-1，由v=

△c

△t

=

1.2mol/L

2min

=0.6mol/（L?min），
故答案為：0.6mol/（L?min）；
（2）2min時反應達到平衡狀態，此時剩余1.2mol B，B的反應速率為

0.8mol 2L

2min

=0.2mol/（L．min），由反應速率之比等于化學計量數之比可知，x=3，
故答案為：3；
（3）轉化的B為2mol-1.2mol=0.8mol，由反應可知轉化的A為0.8mol×2=1.6mol，則A、B轉化率之比為

1.6mol

2mol

：

0.8mol

2mol

=2：1，
故答案為：2：1；
（4）2A（g）+B（g）?3 C（g）+2D（s）中，氣體的總物質的量不變，則
A．壓強始終不變化，不能判斷平衡，故A錯誤；        
B．氣體的質量為變量，則氣體密度不再變化，達到平衡狀態，故B正確；
C．A的消耗速率與B的消耗速率之比為2：1，關系始終存在，不能判斷平衡，故C錯誤；
故答案為：B；
（二）（1）①由表中數據可知，溫度越大，K越小，則該反應的△H＜0，
故答案為：＜；
②300℃時，K=0.270，Qc=

2

2×32

=＜K，則平衡正向移動，
故答案為：A；
（2）由蓋斯定律可知，①-②得到2CH₃OH（l）+2O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l），則CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol，
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol；
（3）2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O中，O元素的化合價降低，則正極上氧氣得到電子，正極反應為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，該反應消耗KOH，則溶液的pH減小，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；減小；
（4）石墨作兩極電解飽和食鹽水，Cl^-在陽極放電，陽極反應式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，
故答案為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑．

點評：本題為綜合性題，涉及化學平衡的計算、反應速率的計算、平衡判定、原電池、電解原理、熱化學反應方程式等，側重反應原理的考查，為高考常見考點，題目難度中等．