Question

（16分） 化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。

（1）利用“化学蒸气转移法”提纯金属钨的反应原理为W(s)＋I₂(g)WI₂(g)。该反应在石英真空管中进行，如下图所示：

①该反应的平衡常数表达式K＝_______，若K＝1/2，向某恒容密闭容器中加入1mol I₂(g)和足量W(s)，反应达到平衡时I₂(g)的转化率为__________。

②该反应的△H____0（填“＞”或“＜”），上述反应体系中可循环使用的物质____。

③能够说明上述反应已经达到平衡状态的有_________（填序号）。

a．I₂与WI₂的浓度相等

b．W的质量不再变化

c．容器内混合气体的密度保持不变

d．单位时间内，金属钨消耗的物质的量与碘化钨生成的物质的量相等

（2）利用“隔膜电解法”处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸，总反应式为2CH₃CHO＋H₂OCH₃CH₂OH＋CH₃COOH，实验室中，以一定浓度的乙醛和Na₂SO₄溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如图所示。

①若以甲烷碱性燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入__________(填化学式)。

②电解池阳极区的电极反应式为_________________。

③在实际工艺处理中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m³乙醛含量为3000 mg·L^-1的废水，可得到乙醇________kg(计算结果保留小数点后一位)。

Answer

（1）① 33.3%②< I2 ③bc

（2）①CH4 ② CH3CHO-2e- + H2O == CH3COOH + 2H+ ③1.9

【解析】

试题分析：（1）①由于W是固体，不考虑，故K=；当K=0.5时，设I2反应掉xmol，生成WI2为xmol，平衡时剩余I2（1-x）mol，故K==，得到x=mol，I2(g)的转化率=；②该反应是化合反应，放热，故△H<0，上述反应体系中可循环使用的物质是I2；③a.反应是否达到平衡不能用浓度来衡量，故a错误；b.反应中固体质量不再改变时，达到平衡状态，故b正确；c.反应中混合气体密度不再改变时，达到平衡状态，c正确；d.单位时间内，金属钨消耗的物质的量与碘化钨消耗的物质的量相等说明达到平衡状态，故d错误。此题选bc。（2）①电池中阳离子向阴极靠近，故d极为阴极，b极为负极，a为正极，阴极得电子，故通入的是CH4 ，②阳极失电子， 电极方程式为：CH3CHO-2e- + H2O == CH3COOH + 2H+ ；③1 m3废水中含有m(CH3CHO)=，又因为阴极区乙醛的去除率可达60%，故去除乙醛，n(CH3CHO)=n(CH3CH2OH)==40.9mol，m(CH3CH2OH)==1.9kg。

考点：考查化学平衡常数、外界条件对化学平衡的影响及电解池等相关知识。