Ⅰ.某一反应体系中有反应物和生成物共八种物质:KMnO4、SO2、CuS、H2SO4、CuSO4、K2SO4 MnSO4

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  • 解题思路:I.该反应中氧化过程为CuS→SO2,CuS作还原剂,要使该反应发生,需要氧化剂,酸性条件下KMnO4具有强氧化性,所以可以作氧化剂,则MnSO4为还原产物,溶液呈酸性,硫酸是反应物,水是生成物,据此书写方程式;

    II.(1)该可逆反应是反应前后气体体积减小的放热反应,增大反应速率又有利于提高CO转化率,应该增大压强;

    (2)该反应的正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,则CO的转化率降低,所以Z表示最高温度下的反应;

    a点时,n(H2)/n(CO)=1.5,反应开始时n(CO)=2mol,则开始时n(H2)=3mol,CO的转化率为50%,平衡时n(CO)=2mol×(1-50%)=1mol,n(H2)=3mol-2×(2mol×50%)=2mol,n(CH3OH)=1mol,平衡时混合气体的物质的量=1mol+2mol+1mol=4mol,混合气体质量=2mol×28g/mol+3mol×2g/mol=62g,根据M=[m/n]计算其平均相对分子质量;

    (3)该电池为燃料电池,交换膜为质子交换膜,说明溶液呈酸性,则负极上乙醇失电子发生氧化反应生成乙酸,正极上氧气得电子和氢离子反应生成水.

    I.该反应中氧化过程为CuS→SO2,CuS作还原剂,要使该反应发生,需要氧化剂,酸性条件下KMnO4具有强氧化性,所以可以作氧化剂,则MnSO4为还原产物,溶液呈酸性,硫酸是反应物,水是生成物,根据转移电子相等、原子守恒配平方程式为6KMnO4+5CuS+14H2SO4=3K2SO4+6MnSO4+5CuSO4+5SO2↑+14H2O,

    故答案为:6KMnO4+5CuS+14H2SO4=3K2SO4+6MnSO4+5CuSO4+5SO2↑+14H2O;

    II.(1)该可逆反应是反应前后气体体积减小的放热反应,

    A.随时将CH3OH与反应混合物分离,平衡向正反应方向移动,但反应速率不变,故错误;

    B.降低反应温度平衡向正反应方向移动,但反应速率减小,故错误;

    C.增大体系压强,平衡向正反应方向移动且反应速率增大,故正确;

    D.使用高效催化剂,反应速率增大,但平衡不移动,故错误;

    故选C;

    (2)该反应的正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,则CO的转化率降低,所以Z表示最高温度 270℃下的反应;

    a点时,n(H2)/n(CO)=1.5,反应开始时n(CO)=2mol,则开始时n(H2)=3mol,CO的转化率为50%,平衡时n(CO)=2mol×(1-50%)=1mol,n(H2)=3mol-2×(2mol×50%)=2mol,n(CH3OH)=1mol,平衡时混合气体的物质的量=1mol+2mol+1mol=4mol,混合气体质量=2mol×28g/mol+3mol×2g/mol=62g,根据M=[m/n]得混合气体平均摩尔质量=[62g/4mol]=15.5g/mol,气体的摩尔质量在数值上等于其相对分子质量,所以该混合气体的平均相对分子质量为15.50,

    故答案为:270℃;15.50;

    (3)该电池为燃料电池,交换膜为质子交换膜,说明溶液呈酸性,则负极上乙醇失电子发生氧化反应生成乙酸,电极反应式为CH3CH2OH+H2O-4e-=CH3COOH+4H+,正极上氧气得电子和氢离子反应生成水,电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,

    故答案为:CH3CH2OH+H2O-4e-=CH3COOH+4H+

    点评:

    本题考点: 化学平衡的影响因素;氧化还原反应方程式的配平;化学电源新型电池;转化率随温度、压强的变化曲线.

    考点点评: 本题考查较综合,涉及原电池原理、化学平衡计算、外界条件对化学平衡的影响、氧化还原反应等知识点,侧重考查学生分析问题、灵活运用知识解答问题能力,知道(1)中氧化剂的确定方法,了解常见的氧化剂、还原剂,题目难度中等.