Question

I．(6分) 已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO(g)+H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g) 在427℃时, 当一氧化碳和水蒸气的起始浓度都为0.01mol/L时, 一氧化碳的转化率为50%。

（1）该反应在427℃时的平衡常数K =      。

（2）温度不变时,若起始时一氧化碳浓度仍为0.01mol/L, 水蒸气的起始浓度为0.02mol/L,此时一氧化碳的转化率为      (用百分数表示，百分数中保留一位小数)。

（3）在保持温度和压强不变时向平衡体系中充入氩气，一氧化碳的转化率      (填“增大”“减小”“不变”)。

（4）在保持温度和容器体积不变时向平衡体系中充入氩气，一氧化碳的转化率        (填“增大”“减小”“不变”)。

II.(8分)某温度下，取一定质量的硫酸铜溶液，用石墨作电极进行电解，当阳极产生0.025mol的气体时，CuSO₄恰好被完全电解，得密度为1.2g／cm³的溶液100mL，求：

（1）电解后所得溶液的pH =      。

（2）电解前所取CuSO₄溶液的质量为      克。

（3）若要使电解后所得溶液恢复至电解前的原状态，需要加入的物质为(写化学式)     ，质量为    克。

Answer

I．(6分) （1）1（2分） （2）66.7%（2分） （3）不变（1分）（4）不变（1分）II.(8分) （1） 0 (2分) （2） 124g (2分) （3）CuO(或CuCO3)(2分)、4g(或6.2g)(2分)

【解析】

试题分析：（1）一氧化碳和水蒸气的起始浓度都为0.01mol/L，一氧化碳的转化率为50%，则平衡后CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)的浓度均为0.005mol/L，，K= CO2(g)·H2(g)/ CO(g)·H2O(g)=（0.005）2/（0.005）2=1。（2）设CO反应了x mol/L，则有：

CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+H2(g)

C(起始) /mol/L 0.01 0.02 0 0

C(变化) /mol/L x x x x

C(平衡) /mol/L 0.01-x 0.02-x x x 则有K=x2/( 0.01-x)( 0.02-x)=1，得x=0.00667mol/L，CO的转化率为0.00667mol/L÷0.01mol/L,×100%=66.7%。（3）在保持温度和压强不变时向平衡体系中充入氩气，容器的体积增大，反应物和生成物浓度同等程度的减小，反应不发生移动，CO的转化率不变。（4）在保持温度和容器体积不变时向平衡体系中充入氩气，反应物和生成物的浓度都不变，平衡不发生移动，故一氧化碳的转化率不变。II．电解CuSO4溶液发生反应：2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4，阳极产生的气体是O2，O2的物质的量为0.025mol时生成H2SO4的物质的量为0.05mol，则H+的物质的量为0.1mol，c(H+)=0.1mol/0.1L=1 mol/L，故pH =0。（2） 电解后溶液的质量为：1.2g／cm3×100mL=120g，由方程式可知电解时析出铜的物质的量为0.05mol，质量为3.2g，O2的物质的量为0.025mol，质量为0.8g，则电解前溶液的总质量为：120g+3.2g+0.8g=124g。（3）反应后溶液相当于失去了0.05mol的CuO，若要使电解后所得溶液恢复至电解前的原状态，需要加入的物质为CuO(或CuCO3)，加入CuO的话，质量为0.05mol×80g/mol=4g，若加入的是CuCO3质量为0.05mol×124g/mol=6.2g

考点：平衡常数的计算、化学平衡的移动、电解池的有关计算。