Question

（15分）碳及其化合物有廣泛的用途。

（1）在電化學(xué)中，常用碳作電極。在堿性鋅錳干電池中，碳棒作 極。

（2）將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣．反應(yīng)為：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）；△H=+131.3kJ?mol-1，則要制備標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4升水煤氣，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為 ，需要吸收的熱量為 kJ。

(3）工業(yè)上把水煤氣中的混合氣體經(jīng)過處理后，獲得的較純H2用于合成氨：

N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）；△H=-92.4kJ?mol-1。下圖1是在兩種不同實(shí)驗(yàn)條件下模擬化工生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所測得N2隨時(shí)間變化示意圖。

①與實(shí)驗(yàn)Ⅰ比較，實(shí)驗(yàn)Ⅱ改變的條件為： 。

②實(shí)驗(yàn)Ⅲ比實(shí)驗(yàn)Ⅰ的溫度要高，其它條件相同，請?jiān)谏蠄D2中畫出實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅲ中NH3濃度隨時(shí)間變化的示意圖。

（4）Na2CO3可在降低溫室氣體排放中用作CO2的捕捉劑。1L0.2mol/L Na2CO3溶液吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LCO2后，溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)? 。

 

Answer 1

（1）正； （2）1mol ；65.65KJ ；

（3）①使用催化劑 ②；（4）C(Na+)>C(HCO3-)>C(CO32-)>C(OH-)>C(H+) 。

【解析】

試題分析：（1）在電化學(xué)中，常用碳作電極。在堿性鋅錳干電池中，碳棒作正極，Zn皮作負(fù)極。（2）根據(jù)反應(yīng)方程式可知：每產(chǎn)生2mol的水煤氣，轉(zhuǎn)移電子2mol�，F(xiàn)在要制備標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4升水煤氣，即制取1mol氣體，所以轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為1mol；需要吸收的熱量為131.3KJ÷2=65.65KJ；（3）①與實(shí)驗(yàn)Ⅰ比較，實(shí)驗(yàn)Ⅱ達(dá)到平衡所需要的時(shí)間縮短，但是平衡時(shí)物質(zhì)的濃度沒變，因此改變的條件為：使用催化劑。②若其它條件相同，實(shí)驗(yàn)Ⅲ比實(shí)驗(yàn)Ⅰ的溫度要高，由于升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，所以達(dá)到平衡所需要的時(shí)間縮短。但是由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以升高溫度，平衡逆向移動，N2的平衡濃度增大，NH3的平衡濃度減小。故實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅲ中NH3濃度隨時(shí)間變化的示意圖為：

。

（4）n(Na2CO3)= 1L×0.2mol/L=0.2mol；n(CO2)= 2.24L÷22.4L/mol=0.1mol.在溶液中發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3+H2O+ CO2= 2NaHCO3。由于二者反應(yīng)時(shí)的物質(zhì)的量的比為1:1，所以反應(yīng)后的溶液含0.1mol的Na2CO3、0.2mol的NaHCO3。Na2CO3、NaHCO3都是強(qiáng)堿弱酸鹽，水解使溶液顯堿性，C(OH-)>C(H+)。但是鹽的水解程度是微弱的，所以C(CO32-)>C(OH-)。故在溶液中離子濃度關(guān)系為C(Na+)>C(HCO3-)>C(CO32-)>C(OH-)>C(H+) 。

考點(diǎn)：考查原電池中電極材料與電極名稱、反應(yīng)熱與電子轉(zhuǎn)移的關(guān)系、外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響、溶液中兩種濃度的大小比較的知識。