碳和碳的化合物广泛的存在于我们的生活中.

碳和碳的化合物广泛的存在于我们的生活中.
(1)根据下列反应的能量变化示意图,2C(s)+O2(g)⇌2CO(g)△H=______.

(2)在体积为2L的密闭容器中,充人1mol CO2和3mol H,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H<O,测得CO2(g)和CH3OH(g)的物质的量随时间变化的曲线如图所示:

①从反应开始到平衡,H2O的平均反应速率v(H2O)=______.
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是______(填编号).
A.升高温度B.将CH3OH(g)及时液化移出
C.选择高效催化剂D.再充入1mol CO2和4mol H2
(3)CO2溶于水生成碳酸.已知下列数据:
弱电解质 H2CO3 NH3.H2O
电离平衡常数( 25℃) Ka1=4.30×10-7Ka2=5.61×10-11 Kb=1.77×10-5
现有常温下1mol•L-1的(NH42CO3溶液,已知:NH4+水解的平衡常数Kh=
Kw
Kb
,CO32-第一步水解的平衡常数Kh=
Kw
Ka2

①判断该溶液呈______(填“酸”、“中”、“碱”)性,写出该溶液中CO32-发生第一步水解的离子方程式______.
②下列粒子之间的关系式,其中正确的是______.
A.c(NH4+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(NH3H2O)
B.c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+c(CO32-
C.c(CO32-)+c(HCO3-)=1mol-1
D.c(NH4+)+c(NH3H2O)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3
(4)据报道,科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中,利用特殊电极材料以CO和O2为原料做成电池.原理如图所示:

通入CO的管口是______(填“c”或“d”),写出该电极的电极反应式:______.
likeke001 1年前 已收到1个回答 举报

alone11 幼苗

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解题思路:(1)先根据图象写出对应的化学方程式,然后根据盖斯定律来解答;
(2)①根据反应速率v=[△c/△t]计算v(CH3OH),再根据速率之比等于化学计量数之比计算v(H2O);
②根据平衡移动原理解答,改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动;
(3)①根据CO32-第一步水解的平衡常数大于NH4+水解的平衡常数可知溶液呈碱性;碳酸根离子分步水解,第一步水解水解生成氢氧根离子和碳酸氢根离子;
②根据电荷守恒、物料守恒和质子守恒分析;
(4)先根据原电池中阴离子流向负极,确定正负极,然后根据燃料电池中燃料作还原剂,在负极失去电子发生还原反应;

由左图得到:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5 kJ/mol ①
由右图得到:C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H=+172.5 kJ/mol ②
根据盖斯定律,由①+②得:2C(s)+O2(g)⇌2CO(g)△H=-221.0kJ/mol;
故答案为:-221.0kJ/mol;
(2)①从反应开始到平衡,v(CH3OH)=[0.75mol/L/10min]=0.075mol•L-1•min-1,速率之比等于化学计量数之比,故v(H2)=v(CH3OH)=0.075mol•L-1•min-1
故答案为:0.075mol•L-1•min-1
②A.升高温度,平衡向吸热的方向移动,而该反应正反应放热,所以反应逆向移动,故A错误;
B.将CH3OH(g)及时液化移出,生成物的浓度减少,平衡正向移动,故B正确;
C.选择高效催化剂,化学反应速率加快,但平衡不移动,故C错误;
D.再充入1mol CO2和4mol H2,反应物浓度增大,平衡正向移动,故D正确;
故选BD;
(3)①CO32-第一步水解的平衡常数
KW
5.61×10 −11大于NH4+水解的平衡常数
KW
1.77×10 −5大,可知溶液呈碱性;碳酸根离子分步水解,第一步水解水解生成氢氧根离子和碳酸氢根离子,其水解方程式为:CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-
故答案为:碱;CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-
②A.溶液中铵根离子浓度大于碳酸根离子浓度,碳酸根离子水解程度大于铵根离子水解程度,所以溶液中离子浓度大小为:c(NH4+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(NH3•H2O),故A错误;
B.溶液中存在电荷守恒为:c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-),故B错误;
C.依据溶液中物料守恒得到:c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.1mol•L-1 ,故C正确;
D.依据溶液中物料守恒,n(N):n(C)=2:1,结合溶液中离子种类和守恒关系得到:c(NH4+)+c(NH3•H2O)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3),故D正确;
故答案为:CD;
(4)由图可知,氢氧根离子流向负极,则d为负极,e为正极,燃料电池中CO作还原剂,在负极发生反应,电极反应为:CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O,所以通入CO的管口是d.
故答案为:d;CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O.

点评:
本题考点: 反应热和焓变;化学电源新型电池;化学平衡的影响因素;弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较.

考点点评: 本题较为综合,涉及盖斯定律运用、化学反应速率计算、化学平衡移动、离子浓度大小比较、原电池反应等知识,考查了学生分析问题、解决问题的能力.

1年前

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