Question

【題目】碳及其化合物在工農業(yè)生產和日常生活中有廣泛的應用，對其研究具有重要意義。

回答下列問題：

（1）利用活性炭的___作用可去除水中的懸浮雜質。

（2）炭黑可以活化氧分子得到活化氧(O*)，活化氧可以快速將SO2氧化為SO3，其活化過程中的能量變化如圖所示：

活化過程中有水時的活化能降低了___eV。在酸雨的形成過程中，炭黑起：___作用。

（3）已知：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H，經測定不同溫度下該反應的濃度平衡常數(shù)如下：

①該反應的△H___0(填“>”或“<")；250℃時，某時刻測得反應體系中c(CO)=0.4mol·L-1、c(H2)=0.4mol·L-1、c(CH3OH)=0.8mol·L-1，則此時v正__v逆(填“>”、“=”或“<”)。.

②某溫度下，在2L剛性容器中，充入0.8molCO和1.6molH2，壓強為p，tmin后達到平衡，測得壓強為P。則v(H2)=____mol·L-1·min-1，平衡時的Kp=____。

（4）科研人員設計了甲烷燃料電池電解飽和食鹽水裝置如圖所示，電池的電解質是摻雜了Y2O3與ZrO2的固體，可在高溫下傳導O2-。

①該電池工作時負極反應方程式為____。

②用該電池電解100mL飽和食鹽水，若在兩極產生的氣體體積分別為V1L、V2L(標準狀況)，且V1>V2，則電解所得溶液的c(OH-)=____mol·L-1(忽略氣體溶解和溶液體積變化)。

Answer 1

【答案】吸附 0.18 催化 < < CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O 或

【解析】

（1）活性炭具有吸附性，可以去除水中的懸浮雜質；

（2）根據(jù)能量圖分析，整個反應的活化能為活化能較大者，則沒有水加入的活化能為E=0.75eV，有水加入的反應活化能為E=0.57eV，所以水可使氧分子活化反應的活化能降低0.75eV-0.57eV=0.18 eV；在反應前后碳不變，故碳起催化作用；

（3）①根據(jù)表格信息可知，升高溫度，反應的平衡常數(shù)減小，又升高溫度，平衡向吸熱方向移動，則逆反應方向是吸熱反應，正反應為放熱反應，△H<0；250℃時，某時刻測得反應體系中c(CO)=0.4mol·L-1、c(H2)=0.4mol·L-1、c(CH3OH)=0.8mol·L-1，反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的反應熵為，反應熵大于平衡常數(shù)，故反應應逆向移動，故v正<v逆；②在2L剛性容器中，充入0.8molCO和1.6molH2，壓強為p，tmin后達到平衡，可列出三段式，測得平衡時壓強為P，則有，a=0.2，故v(H2)= mol·L-1·min-1；；

（4）①甲烷燃料電池電解飽和食鹽水，根據(jù)圖示可判斷，負極的電極反應式是CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O；

②用該電池電解飽和食鹽水的方程式是，用該電池電解100mL飽和食鹽水，若在兩極產生的氣體體積分別為V1L、V2L(標準狀況)，且V1>V2，則電解所得溶液的c(OH-)= mol·L-1或 mol·L-1。