Question

（ I）在2L密閉容器中，800℃時反應(yīng)2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）體系中，n（NO）隨時間的交化如下表：

時間/s	0	1	2	3	4	5
n（NO）/mol	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

（1）寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式：K=

c2(NO2)

c2(NO)?c(O2)

，已知：K（300℃）＞K（350℃），該反應(yīng)是

放熱

反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）；
（2）如圖中表示NO₂的變化的曲線是

b

，用O₂的濃度變化表示從0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=

1.5×10^-3mol?L^-1?s^-1

；
（3）能說明該反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是

bc

a． v（NO₂）=2v（O₂）；b．容器內(nèi)壓強保持不變；c．v逆（NO）=2v正（O₂）；d．容器內(nèi)物質(zhì)的密度保持不變．
（4）為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動的是

c

a．及時分離出NO₂氣體；b．適當升高溫度；c．增大O₂的濃度；d．選擇高效的催化劑．
（ II）用石墨做電極電解：①稀H₂SO₄  ②K₂SO₄溶液  ③CuCl₂溶液  ④CuSO₄ 溶液 ⑤KOH溶液．
（1）陰陽極都有氣體產(chǎn)生，且體積比（相同條件下）為2：1的是

①②⑤

（填序號，下同），其陽極的電極反應(yīng)式都是

4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

，總反應(yīng)的化學(xué)方程式是

2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑

．
（2）陰極．陽極都有氣體產(chǎn)生，其中溶液的pH變小的是

①

，pH變大的是

⑤

．
（3）一個電極析出金屬，一個電極析出氣體，且溶液pH明顯減小的是

④

，其總反應(yīng)的化學(xué)方程式是

2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄

．

Answer 1

分析：（Ⅰ）、（1）化學(xué)平衡常數(shù)指各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值；
平衡常數(shù)K（300℃）＞K（350℃），說明溫度升高，平衡向逆反應(yīng)移動，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動．
（2）NO₂是產(chǎn)物，隨反應(yīng)進行濃度增大，平衡時c（NO₂）為NO濃度的變化量△c（NO），由表中數(shù)據(jù)可知3s時反應(yīng)達平衡，平衡是n（NO）=0.007mol，△n（NO）=0.02mol-0.007mol=0.013mol，計算△c（NO），據(jù)此進行判斷；
根據(jù)v=

△c

△t

計算v（NO），再根據(jù)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算v（O₂）．
（3）可逆反應(yīng)達到平衡時，v正=V逆 （同種物質(zhì)表示）或正逆速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比（不同物質(zhì)表示），反應(yīng)混合物各組分的物質(zhì)的量、濃度、含量不再變化，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，由此進行判斷．解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應(yīng)到達平衡狀態(tài)．
（4）a．及時分離出NO₂氣體，瞬間逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率不變，平衡向正反應(yīng)進行，隨后反應(yīng)混合物各組分的濃度降低，速率減小．
b．升高溫度反應(yīng)速率增大，平衡向吸熱反應(yīng)移動．
c．增大O₂的濃度，瞬間正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率不變，平衡向正反應(yīng)進行，隨后生成物的濃度增大，逆反應(yīng)速速率增大．
d．加入高效催化劑，同等程度增大正、逆反應(yīng)速率，平衡不移動．
（Ⅱ）、（1）由給出電解質(zhì)溶液可知，陰陽極都有氣體產(chǎn)生，且體積比（相同條件下）為2：1的，實質(zhì)是電解的水生成氧氣與氫氣，電解質(zhì)溶液應(yīng)為：①稀H₂SO₄、②K₂SO₄溶液、⑤KOH溶液．電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，氫氧根在陽極放電，生成氧氣與水．
（2）由給出電解質(zhì)溶液可知，陰陽極都有氣體產(chǎn)生，實質(zhì)是電解的水生成氧氣與氫氣，電解質(zhì)溶液應(yīng)為：①稀H₂SO₄、②K₂SO₄溶液、⑤KOH溶液．電解后溶液的濃度增大．
（3）一個電極析出金屬，一個電極析出氣體，且溶液pH明顯減小，電解質(zhì)的是④CuSO₄溶液符合，電解硫酸銅溶液生成銅、氧氣與硫酸．

解答：解：（Ⅰ）、（1）可逆反應(yīng)2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）的平衡常數(shù)k=

c2(NO2)

c2(NO)?c(O2)

；
平衡常數(shù)K（300℃）＞K（350℃），說明溫度升高，平衡向逆反應(yīng)移動，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動，故該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)．
故答案為：

c2(NO2)

c2(NO)?c(O2)

；放熱．
（2）NO₂是產(chǎn)物，隨反應(yīng)進行濃度增大，平衡時c（NO₂）為NO濃度的變化量△c（NO），由表中數(shù)據(jù)可知3s時反應(yīng)達平衡，平衡是n（NO）=0.007mol，△n（NO）=0.02mol-0.007mol=0.013mol，故c（NO₂）=△c（NO）=

0.13mol

2L

=0.0065mol/L，所以圖中表示NO₂變化的曲線是b；
2s內(nèi)用NO表示的平均反應(yīng)速率v（NO）=

0.02mol-0.008mol 2L

2s

=3.0×10^-3mol?L^-1?s^-1，速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，
所以v（O₂）=

1

2

v（NO）=

1

2

×3.0×10^-3mol?L^-1?s^-1=1.5×10^-3mol?L^-1?s^-1．
故答案為：b；1.5×10^-3mol?L^-1?s^-1；
（3）a、表示同一方向反應(yīng)速率，v（NO₂）自始至終為v（O₂）的2倍，不能說明達到平衡，故a錯誤；
b、隨反應(yīng)進行，反應(yīng)混合氣體總的物質(zhì)的量在減小，壓強減小，當壓強不變，說明反應(yīng)到達平衡，故b正確；
c、不同物質(zhì)表示速率，到達平衡時，正逆速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，V逆 （NO）：正（O₂）=2：1，即V逆 （NO）=2v正（O₂），故c正確；
d、混合氣體的總質(zhì)量不變，容器容積為定值，所以密度自始至終不變，不能說明達到平衡，故d錯誤．
故答案為：bc．
（4）可逆反應(yīng)2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）正反應(yīng)是體積減小的放熱反應(yīng)．
a．及時分離出NO₂氣體，瞬間逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率不變，平衡向正反應(yīng)進行，隨后反應(yīng)混合物各組分的濃度降低，速率減小，故a錯誤；
b．升高溫度反應(yīng)速率增大，平衡向吸熱反應(yīng)移動，即平衡向逆反應(yīng)移動，故b錯誤；
c．增大O₂的濃度，瞬間正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率不變，平衡向正反應(yīng)進行，隨后生成物的濃度增大，逆反應(yīng)速速率增大，故c正確；
d．加入高效催化劑，同等程度增大正、逆反應(yīng)速率，平衡不移動，故d錯誤．
故選：c．
（Ⅱ）、（1）由給出電解質(zhì)溶液可知，陰陽極都有氣體產(chǎn)生，且體積比（相同條件下）為2：1的，實質(zhì)是電解的水生成氧氣與氫氣，電解質(zhì)溶液應(yīng)為：①稀H₂SO₄、②K₂SO₄溶液、⑤KOH溶液．電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，氫氧根在陽極放電，生成氧氣與水，陽極電極反應(yīng)式4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
總反應(yīng)的化學(xué)方程式是2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑．
故答案為：①②⑤；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑．
（2）由給出電解質(zhì)溶液可知，陰陽極都有氣體產(chǎn)生，實質(zhì)是電解的水生成氧氣與氫氣，電解質(zhì)溶液應(yīng)為：①稀H₂SO₄、②K₂SO₄溶液、⑤KOH溶液．電解后溶液的濃度增大，①稀H₂SO₄電解后溶液的酸性增強，溶液PH值不變，②K₂SO₄溶液是中性溶液，電解后溶液PH值不變，⑤KOH溶液電解后溶液的堿性增強，溶液PH值增大．
故答案為：①；⑤．
（3）一個電極析出金屬，一個電極析出氣體，且溶液pH明顯減小，電解質(zhì)的是④CuSO₄溶液符合，電解硫酸銅溶液生成銅、氧氣與硫酸，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄．
故答案為：④；2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄．

點評：本題考查了化學(xué)平衡及電解的有關(guān)知識，化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、電解的有關(guān)知識是高考的熱點，是學(xué)習(xí)的重點．