(10分)研究碳及其化合物的利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要的意義。某學(xué)習(xí)小組查閱資料并進(jìn)行相關(guān)探究,請(qǐng)幫忙完成以下探究。
(1)pC類似于pH,是指極稀溶液中的溶質(zhì)濃度的常用對(duì)數(shù)的負(fù)值。如某溶液中某溶質(zhì)的濃度為1×10-3 mol/L,則該溶液中該溶質(zhì)的pC=-lg(1×10-3)=3。如圖為25℃時(shí)H2CO3溶液的pC-pH圖。請(qǐng)回答下列問題:(若離子濃度小于10-5mol/L,可認(rèn)為該離子不存在)

①在同一溶液中,H2CO3、HCO3、CO32________(填“能”或“不能”)大量共存。
②H2CO3一級(jí)電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka1        。
③人體血液里主要通過碳酸氫鹽緩沖體系(H2CO3/HCO3)可以抵消少量酸或堿,維持pH7.4。當(dāng)過量的酸進(jìn)入血液中時(shí),血液緩沖體系中的c(H+)/c(H2CO3)最終將        。

A.變大B.變小C.基本不變D.無法判斷
(2)高溫時(shí),用CO還原MgSO4可制備高純MgO。由MgO可制成“鎂—次氯酸鹽”燃料電池,其裝置示意圖如圖,

該電池反應(yīng)的離子方程式為                                。
(3)二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向,將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為: CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g)  △H ;
①取五份等體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比均為1∶3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)相同時(shí)間后,測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖
所示,則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇反應(yīng)熱ΔH        0(填“>” “<”或“=”)。

②一定溫度下,在容積相同且固定的兩個(gè)密閉容器中,按如下方式投入反應(yīng)物,一段時(shí)間后達(dá)到平衡。
容 器


反應(yīng)物
投入量
1molCO2
3molH2
a molCO2、b molH2、
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
若甲中平衡后氣體的壓強(qiáng)為開始時(shí)的0.8倍,要使平衡后乙與甲中各物質(zhì)濃度相同,且起始時(shí)維持反應(yīng)逆向進(jìn)行,則c的取值范圍為               。

(共10分)
(1)①不能  (1分) ②10-6  (2分) ③A (1分)
(2)Mg + ClO- + H2O = Cl- + Mg(OH)2(2分)。
(3)①<  (2分)    ② 0.4<c≤1  (2分)。

解析試題分析:(1)①:H2CO3會(huì)發(fā)生電離出H+, HCO3會(huì)發(fā)生電離出H+和發(fā)生水解結(jié)合H+, CO32會(huì)發(fā)生水解與H+結(jié)合,故H2CO3、HCO3、CO32不能大量共存。②分析圖中可以看到當(dāng)PH=6時(shí)H2CO3發(fā)生一極電離,因此Ka110-6。③過量的酸含有大量的H+,因此c(H+)/c(H2CO3)最終將變大。
(2)由圖中分析得出,Mg是負(fù)極,失去電子,生成Mg(OH)2,ClO-會(huì)得到電子生成Cl-,因此電池反應(yīng)的離子方程式為:Mg + ClO- + H2O = Cl- + Mg(OH)2。
(3)①由圖可知最高點(diǎn)反應(yīng)到達(dá)平衡,達(dá)平衡后,溫度越高,φ(CH3OH)越小,平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行,升高溫度平衡吸熱方向進(jìn)行,逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),即△H3<0。
故答案為:<。
②根據(jù)分析化學(xué)方程式,反應(yīng)前后的化學(xué)總物質(zhì)的量之比是2:1,又因?yàn)榧字衅胶夂髿怏w的壓強(qiáng)為開始時(shí)的0.8倍,因此c的最小量為0.8/[(1mol+3mol)/2]=0.4mol,最大值為1mol,故c的取值范圍為:0.4<c≤1。
考點(diǎn):"三廢"處理與環(huán)境保護(hù) 熱化學(xué)方程式 原電池和電解池的工作原理 化學(xué)平衡的影響因素 化學(xué)平衡的計(jì)算 弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡 難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì) 酸堿混合時(shí)的定性判斷及有關(guān)ph的計(jì)算
點(diǎn)評(píng):(1)本題考查弱電解質(zhì)在水溶液中的電離及圖象,學(xué)生能正確了利用圖象來分析是解答本題的關(guān)鍵,并注意利用習(xí)題中的信息來解答,難度不大.(2)本題從多個(gè)角度對(duì)化石燃料進(jìn)行了全面的考查,難度中等,培養(yǎng)了學(xué)生分析問題解決問題的能力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(2013?泰安一模)研究碳及其化合物的性質(zhì)對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要意義.
(1)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng) CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下兩組數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn)組 溫度℃ 起始量/mol 平衡量/mol 達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
CO H2O H2 CO
1 650 4 2 1.6 2.4 6
2 900 2 1 0.4 1.6 3
①實(shí)驗(yàn)1中以CO2表示的反應(yīng)速率為
0.13mol/(L?min)
0.13mol/(L?min)
(保留2位小數(shù));
②該反應(yīng)為
放熱
放熱
(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng);
③實(shí)驗(yàn)2的平衡常數(shù)為
0.17
0.17

(2)已知在常溫常壓下:
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1451.6kJ?mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ?mol-1
寫出甲醇不完全燃燒生成CO和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol

(3)甲醇對(duì)水質(zhì)會(huì)造成一定的污染,有一種電化學(xué)法可消除這種污染,實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置模擬該過程,其原理是:通電后,Co2+被氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化劑把甲醇氧化成CO2而除去(Co3+的還原產(chǎn)物是CO2+).
①寫出陽極電極反應(yīng)式
Co2+-e-=Co3+
Co2+-e-=Co3+
;
②寫出除去甲醇的離子方程式
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

研究碳及其化合物的綜合利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要的意義.
精英家教網(wǎng)
(1)高溫時(shí),用CO還原MgSO4可制備高純MgO.
①750℃時(shí),測(cè)得氣體中含等物質(zhì)的量SO2和SO3,此時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式是
 
;
②由MgO可制成“鎂--次氯酸鹽”電池,其裝置示意圖如圖1,該電池正極的電極反應(yīng)式為
 
;
(2)二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向,將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH+H2O (g)△H=QkJ?mol-1
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=
 

②取五份等體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比均為1:3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)相同時(shí)間后測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖2所示,則上述反應(yīng)的Q
 
0(填“>”“<”或“=”);
③在其中兩個(gè)容器中,測(cè)得CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖3所示,曲線I、II對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為K
 
K(填“>”“<”或“=”).
(3)用H2或CO催化還原NO可以達(dá)到消除污染的目的.
已知:2NO(g)═N2(g)+O2(g)△H=-180.5kJ?mol-1
2H2O(1)═2H2(g)+O2(g)△H=+571.6kJ?mol-1
則2H2(g)與NO(g)反應(yīng)生成N2(g)和H2O(1)的熱化學(xué)方程式是
 

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科目:高中化學(xué) 來源:2012-2013學(xué)年山東省泰安市高三3月第一輪復(fù)習(xí)質(zhì)量檢測(cè)化學(xué)試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

研究碳及其化合物的性質(zhì)對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要意義。

 (1)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通人體積為2L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng) CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下兩組數(shù)據(jù):

實(shí)驗(yàn)組

溫度℃

起始量/mol

平衡量/mol

達(dá)到平衡所需時(shí)間/min

CO

H2O

H2

CO

1

650

4

2

1.6

2.4

6

2

900

2

1

0.4

1.6

3

①實(shí)驗(yàn)1中以CO2表示的反應(yīng)速率為_____________(保留2位小數(shù));

②該反應(yīng)為___________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng);

③實(shí)驗(yàn)2的平衡常數(shù)為___________________________。

(2)已知在常溫常壓下:

2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)  △H=-1451.6kJ/mol

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)   △H=-566.0kJ/mol

寫出甲醇不完全燃燒生成CO和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式_______________________________。

(3)甲醇對(duì)水質(zhì)會(huì)造成一定的污染,有一種電化學(xué)法可消除這種污染,實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置模擬該過程,其原理是:通電后,Co2+被氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化劑把甲醇氧化成CO2而除去(Co3+的還原產(chǎn)物是CO2+)。

①寫出陽極電極反應(yīng)式_______________________________________________________________ ;

②寫出除去甲醇的離子方程式__________________________________________________________。

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2012-2013學(xué)年福建省高三上學(xué)期期末考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:實(shí)驗(yàn)題

(10分)研究碳及其化合物的利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要的意義。某學(xué)習(xí)小組查閱資料并進(jìn)行相關(guān)探究,請(qǐng)幫忙完成以下探究。

(1)pC類似于pH,是指極稀溶液中的溶質(zhì)濃度的常用對(duì)數(shù)的負(fù)值。如某溶液中某溶質(zhì)的濃度為1×103 mol/L,則該溶液中該溶質(zhì)的pC=-lg(1×103)=3。如圖為25℃時(shí)H2CO3溶液的pC-pH圖。請(qǐng)回答下列問題:(若離子濃度小于10-5mol/L,可認(rèn)為該離子不存在)

①在同一溶液中,H2CO3、HCO3、CO32________(填“能”或“不能”)大量共存。

②H2CO3一級(jí)電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka1        。

③人體血液里主要通過碳酸氫鹽緩沖體系(H2CO3/HCO3)可以抵消少量酸或堿,維持pH7.4。當(dāng)過量的酸進(jìn)入血液中時(shí),血液緩沖體系中的c(H+)/c(H2CO3)最終將        。

A.變大             B.變小             C.基本不變         D.無法判斷

(2)高溫時(shí),用CO還原MgSO4可制備高純MgO。由MgO可制成“鎂—次氯酸鹽”燃料電池,其裝置示意圖如圖,

該電池反應(yīng)的離子方程式為                                。

(3)二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向,將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為: CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g)  △H ;

①取五份等體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比均為1∶3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)相同時(shí)間后,測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖

所示,則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇反應(yīng)熱ΔH        0(填“>” “<”或“=”)。

②一定溫度下,在容積相同且固定的兩個(gè)密閉容器中,按如下方式投入反應(yīng)物,一段時(shí)間后達(dá)到平衡。

容 器

反應(yīng)物

投入量

1molCO2

3molH2

a molCO2、b molH2、

c molCH3OH(g)、c molH2O(g)

若甲中平衡后氣體的壓強(qiáng)為開始時(shí)的0.8倍,要使平衡后乙與甲中各物質(zhì)濃度相同,且起始時(shí)維持反應(yīng)逆向進(jìn)行,則c的取值范圍為               。

 

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