Question

（2013?濰坊模擬）（1）恒溫下，向一個2L的密閉容器中充入1mol N₂和2.6mol H₂，反應(yīng)過程中對NH₃的濃度進(jìn)行檢測，得到的數(shù)據(jù)如下表所示：

時間/min	5	10	15	20	25	30
C（N3H）/（mol/L）	0.08	0.14	0.18	0.20	0.20	0.20

此條件下，該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時，氮氣的濃度為

0.4mol/L

，平衡常數(shù)K=

0.1（L/mol）²

．
（2）如圖，裝置Ⅰ為甲烷燃料電池（電解質(zhì)溶液為KOH溶液），通過裝置Ⅱ?qū)崿F(xiàn)鐵棒上鍍銅．
①b處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．
②電鍍結(jié)束后，裝置Ⅰ中溶液的pH

變小

，裝置Ⅱ中Cu²⁺的物質(zhì)的量濃度

不變

．（填“變大”“變小”或“不變”）
③若完全反應(yīng)后，裝置Ⅱ中陰極質(zhì)量增加12.8g，則裝置I中理論上消耗甲烷

1.12

L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)判斷平衡時氨氣濃度為0.20mol/L，結(jié)合起始量，利用活性平衡三段式列式計算平衡濃度，根據(jù)平衡常數(shù)概念用生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度的冪次方乘積計算平衡常數(shù)；
（2）圖Ⅰ為原電池，為甲烷燃燒電池，燃料甲烷做原電池負(fù)極反應(yīng)物失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，圖Ⅱ為電解池，鐵棒鍍銅，推斷鐵做電解池陰極，銅做電解池陽極；a為原電池負(fù)極，b為原電池正極；
①b處是氧氣得到電子發(fā)生的電極反應(yīng)；
②原電池反應(yīng)是堿性溶液中進(jìn)行消耗氫氧根生成水，溶液PH減��；裝置Ⅱ是電鍍陽極電極反應(yīng)可知，銅離子濃度不變；
③依據(jù)原電池和電解池中電子守恒計算消耗甲烷的體積；

解答：解：（1）圖表數(shù)據(jù)判斷平衡時氨氣濃度為0.20mol/L，物質(zhì)的量為0.20mol/L×2L=0.40mol，結(jié)合起始量，利用活性平衡三段式列式計算平衡濃度
                  N₂+3H₂=2NH₃
起始量（mol）     1  2.6   0
變化量（mol）    0.2  0.6  0.4
平衡量（mol）    0.8  2    0.4
得到平衡后物質(zhì)濃度c（N₂）=0.4mol/L；c（H₂）=1molL，c（NH₃）=0.2mol/L
K=

c2(NH3)

c3(H2)c(N2)

=

0．22

0.4×13

=0.1（L/mol）²，
故答案為：0.4mol/L；0.1（L/mol）²；
（2）圖Ⅰ為原電池，為甲烷燃燒電池，燃料甲烷做原電池負(fù)極反應(yīng)物失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，圖Ⅱ為電解池，鐵棒鍍銅，推斷鐵做電解池陰極，銅做電解池陽極；a為原電池負(fù)極，b為原電池正極；
①b處是氧氣得到電子發(fā)生的電極反應(yīng)；電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
②原電池反應(yīng)是堿性溶液中進(jìn)行消耗氫氧根生成水，溶液PH減小；裝置Ⅱ是電鍍陽極電極反應(yīng)可知，陽極電極反應(yīng)為：Cu-2e^-=Cu²⁺，陰極電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu，銅離子濃度不變；
故答案為：減小，不變；
③裝置Ⅱ中陰極電極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-=Cu，質(zhì)量增加12.8g為銅物質(zhì)的量為0.2mol，轉(zhuǎn)移電子為0.4mol，裝置I中負(fù)極電極反應(yīng)為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O理論上消耗甲烷物質(zhì)的量為：0，05mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積=0.05mol×22.4L/mol=1.12L；
故答案為：1.12；

點評：本題考查化學(xué)平衡的判斷，化學(xué)平衡的三段式計算應(yīng)用，平衡常數(shù)概念的計算應(yīng)用，原電池、電解池原理的計算應(yīng)用和電極書寫方法，題目難度中等．