Question

【題目】（1）一定條件下，鐵可以和發(fā)生反應：，已知該反應的平衡常數與溫度的關系如圖所示。

①該反應是_______________（填“吸熱”或“放熱”）的反應。

②在恒溫恒容的容器中進行該反應，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是_____________（填字母代號）

A. 的濃度保持不變

B.容器內總壓強不再變化

C.

D.混合氣體的平均相對分子質量不再變化

③溫度下，向體積為的密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的，則的平衡轉化率為_______。

（2）甲醇燃料電池中，若電解質溶液中的物質的量為，當有甲醇參與反應時，所得溶液中離子濃度由大到小的順序是_________________________。

（3）用與干法制備的反應歷程中包含的熱化學方程式有：

則反應的______（用含的代數式表示）。早在1841年利用純鐵作電極插入濃的溶液電解制得，陽極生成的電極反應式為___________；等對其進行改進，在陰、陽電極間設置陽離子交換膜，有效提高了產率，陽離子交換膜的作用是________。

Answer 1

【答案】吸熱 75% == 避免在陰極上被還原

【解析】

化學平衡常數只與溫度有關，據它們的關系可判斷反應的熱效應；化學平衡的本質是正逆反應速率相等，特征是各物質的濃度等保持不變，由此判斷是否達到化學平衡狀態(tài)；據平衡常數可計算平衡轉化率。已知甲醇、氫氧化鉀的量可計算反應后溶質的物質的量，再據水解程度的主次關系，比較離子濃度大小。據蓋斯定律，將已知熱化學方程式加減處理，可求得目標熱化學方程式。根據電解原理書寫電極反應式，分析陽離子交換膜的作用。

（1）①根據圖象，溫度升高，平衡常數增大，所以該反應是吸熱反應。

②據反應，.該反應向右進行，恒容條件下的濃度保持不變，說明達到平衡狀態(tài)，正確；.該反應是氣體體積不發(fā)生變化的反應，容器內壓強始終保持不變，錯誤；.是固體，不表示化學反應速率，錯誤；.該反應向右進行，平均相對分子質量減少，則當混合氣體的平均相對分子質量不再變化時，反應達到平衡狀態(tài)，正確；選擇AD。

③根據甲圖可知在溫度下，設加入的物質的量為，設反應掉 ，則生成。根據，，解得，所以則的平衡轉化率為。

（2）當有甲醇參與反應，產生的二氧化碳是，和氫氧化鉀反應，根據元素守恒可以計算，二者的水溶液均為堿性，所以溶液中離子濃度大小順序為。

（3）將已知熱化學方程式自上而下編號為①②③④，對照目標方程式，消去無關物質、保留有關物質，得目標方程式＝①+②/2+③/2+④，故；

純鐵作電極電解濃溶液制得，鐵元素從0價升到+6價，則陽極為Fe失電子生成，電極反應式為 ＝；陽離子交換膜不允許陰離子通過，陽極生成的不會在陰極被還原，從而提高產率。