Question

碳及其化合物有廣泛應用。

（1）工業(yè)冶煉鋁，以石墨為陽極。陽極反應式為 ，可能發(fā)生副反應有 。

（2）一氧化碳和空氣在酸性介質(zhì)中構成燃料電池，負極反應式為 。

（3）向75 mL 4 mol?L-1KOH溶液中緩慢通入4480 mL CO2氣體（標準狀況）恰好完全被吸收。①寫出該反應的離子方程式： 。（只用一個離子方程式表示）

②該吸收溶液中離子濃度大小排序為 。

（4）已知：① 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1=—571.6kJ?mol-1

② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2 = —566.0kJ?mol-1

③ CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3 = —90.8kJ?mol-1

計算甲醇蒸氣的燃燒熱＝ 。

（5）某溫度下，發(fā)生可逆反應：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

①向某容器中充入1.0 molH2和1.0 molCO2(g)，在一定條件下發(fā)生上述反應�；旌蠚怏w中CO的物質(zhì)的量與時間關系如下列所示：

	0	5 min	10 min	15 min	20 min	25 min
I(800℃)	1.0	0.80	0.70	0.65	0.50	0.50
II(800℃)	1.0	0.7	0.60	0.50	0.50	0.50

相對實驗I，實驗II可能改變的條件可能是 ，該溫度下，平衡常數(shù)= 。

②若開始向絕熱容器中投入一定量二氧化碳、氫氣在一定條件下發(fā)生上述可逆反應。

下列圖像正確且說明可逆反應達到平衡狀態(tài)的是 。（填序號）

 

 

Answer 1

（11分）

（1）2O2-?－4e?＝O2↑（1分） C＋O2CO2（或2C＋O22CO）（1分）

（2）CO-2e-＋H2O＝CO2＋2H+（1分）

（3）① 2CO2＋3OH-?＝CO32-?＋HCO3?-＋H2O（2分）

②c(K+?)＞c(HCO3?-)＞c(CO32-?)＞c(OH-?)＞c(H+?)（2分）

（4）－763.8 kJ?mol-1（1分）

（5）①增大壓強（或縮小體積）、加催化劑（1分） 1（1分） ② A（1分）

【解析】

試題分析：（1）以石墨為陽極，電解氧化鋁冶煉鋁，所以陽極是O2-發(fā)生氧化反應，反應式為2O2-?－4e?＝O2↑；因為用石墨作陽極，所以可能發(fā)生的副反應是C與生成的氧氣發(fā)生反應生成二氧化碳或一氧化碳，C＋O2CO2（或2C＋O22CO）；

（2）一氧化碳和空氣在酸性介質(zhì)中構成燃料電池，則CO在該反應中作還原劑，發(fā)生氧化反應，結合電解質(zhì)溶液，所以負極的電極反應式為CO-2e-＋H2O＝CO2＋2H+；

（3）①4480mL的二氧化碳氣體的物質(zhì)的量是0.2mol，75 mL 4 mol?L-1KOH溶液中KOH的物質(zhì)的量是0.3mol，所以該反應中有0.1mol碳酸鉀和0.1mo碳酸氫鉀，故離子方程式為2CO2＋3OH-?＝CO32-?＋HCO3?-＋H2O；

②該吸收溶液為等濃度的碳酸鉀和碳酸氫鉀的混合液，溶液呈堿性，其中碳酸根離子的水解程度大于碳酸氫根離子的水解程度，所以混合液中離子濃度大小排序為c(K+?)＞c(HCO3?-)＞c(CO32-?)＞c(OH-?)＞c(H+?)；

（4）根據(jù)蓋斯定律可得甲醇蒸氣的燃燒熱＝①+②/2-③=△H1+△H2 /2-△H3 =－763.8 kJ?mol-1；

（5）①該反應是反應前后氣體的物質(zhì)的量不變的可逆反應，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實驗II與實驗I達到的平衡狀態(tài)相同，但縮短了反應時間，說明反應速率加快，所以可能改變的條件是使用了催化劑、或者增大壓強（縮小容器的體積）；該溫度下，平衡時各氣體的物質(zhì)的量濃度均相同，所以平衡常數(shù)為1；

②A、在絕熱的容器中，加入一定量二氧化碳、氫氣，反應逆向進行，逆向為放熱反應，因為該容器絕熱，使體系溫度升高，則反應又正向進行，而正向是吸熱反應，所以開始的溫度最高后逐漸降低，達平衡時不再下降，正確；B、反應逆向進行，氫氣的濃度逐漸減小直至不變，錯誤；C、對于該反應而言，反應放熱，所以△H逐漸增大，達平衡時不再增大，錯誤；D、對于該反應而言，混合氣體的相對分子質(zhì)量始終不變，不能作為平衡狀態(tài)的標志，錯誤，答案選A。

考點：考查電解質(zhì)溶液、電化學反應原理、熱化學的知識的應用