Question

物质的化学变化乍看起来，好像十分复杂，难以把握，而实际上是有规律可循的。认识化学原理并将化学原理应用于实际正是化学的魅力所在。

I．在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X（g）Y（g），温度T₁、T₂下X的物质的量浓度c（x）随时间t变化的曲线如图所示

①该反应的化学平衡常数表达式为：_____________

②M点的正反应速率v正_________（填“>”、“=”或“<”）N点的逆反应速率v逆；T₂下，在0～t₁时间内，v（Y）＝_______________；该反应进行到M点放出的热量_________（填“>”、“=”或“<”）进行到W点放出的热量。

③M点时再加入一定量的X，平衡后X的转化率___________（填“增大”、“减小”或“不变”）

II．0.1mol/LNaHCO₃溶液与0.1mol/L NaOH溶液等体积混合，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为_________________

III．下图是某种燃料电池原理示意图：

（1）该燃料电池工作过程中，其正极反应式为：________________________。

（2）若用此燃料电池作为电源向铁制品上镀上一层铜，则铁制品要连接在燃料电池的__________极（填“a”或“b”）上．若用此燃料电池电解精炼银，应使粗银作电解池的____________极，使用AgNO₃和HNO₃的混合溶液作电解液，若阴极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为：__________________。

Answer

I．①K=c（Y）/c2（X）；②>，（a-b）/2t1mol·L—1·min—1，<；③增大。

II．c（Na＋）>c（CO32—）>c（OH－）>c（HCO3—）>c（H＋）。

III．（1）O2+4H＋+4e－2H2O。

（2）a，阳极，NO3—+e－+2H＋NO2↑+2H2O。

【解析】

试题分析：I．①该反应的化学平衡常数表达式为K=c（Y）/c2（X）。

②根据图像可知，温度为T1时反应首先达到平衡状态。温度高反应速率快，到达平衡的时间少，则温度是T1＞T2。M点温度高于N点温度，且N点反应没有达到平衡状态，此时反应向正反应方向进行，即N点的逆反应速率小于N点的正反应速率，因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率； T2下，在0～t1时间内，v（Y）＝1/2v（X）=（a-b）/2t1mol·L—1·min—1；根据图像可知W点消耗的X的物质的量大于M点消耗X的物质的量，因此根据热化学方程式可知W点放出的热量多，该反应进行到M点放出的热量<进行到W点放出的热量。

③M点时再加入一定量的X，相当于增大压强，平衡正向移动，平衡后X的转化率增大。

II．0.1mol/LNaHCO3溶液与0.1mol/L NaOH溶液等体积混合，二者恰好完全反应生成碳酸钠，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（Na＋）>c（CO32—）>c（OH－）>c（HCO3—）>c（H＋）。

III．（1）该燃料电池为酸性氢氧燃料电池，氢气在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，正极反应式为：O2+4H＋+4e－2H2O。

（2）该电池a为电池的负极，b为电池的正极，若用此燃料电池作为电源向铁制品上镀上一层铜，则铁制品要连接在燃料电池的负极，即a极；若用此燃料电池电解精炼银，应使粗银作电解池的阳极，使用AgNO3和HNO3的混合溶液作电解液，若阴极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为：NO3—+e－+2H＋NO2↑+2H2O。

考点：考查化学平衡图像分析、离子浓度大小比较、电化学