Question

（1）目前，“低碳經(jīng)濟(jì)”備受關(guān)注，CO₂的產(chǎn)生及有效開發(fā)利用成為科學(xué)家研究的重要課題．向濃CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂，可以制得納米級(jí)碳酸鈣（粒子直徑在1?10nm之間）．判斷產(chǎn)品中是否含有納米級(jí)碳酸鈣的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方法為

 

．
（2）一定條件下，C（s）和H₂O（g）反應(yīng)，能生成CO₂（g）和H₂（g）．將C（s）和H₂O（g）分別加入甲、乙兩個(gè)密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：C（s）+2H₂O（g）?CO₂（g）+2H₂（g），其相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：

容器	容積/L	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol	達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
			C（g）	H2O（g）	H2（g）
甲	2	T1	2	4	3.2	8
乙	1	T2	1	2	1.2	3

①T₁⁰C時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

．
②乙容器中，從開始達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，以v（H₂O）表示的速率為

 

．
（3）臭氧是常見的氧化劑，廣泛用于水處理系統(tǒng)．制取臭氧的方法有多種，其中高壓放電法和電解純水法的原理如圖1所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①高壓放電法中，發(fā)生反應(yīng)3O₂（g）?2O₃（g）△H=+144.8KJ．mol^-1，t℃時(shí)K=3.33×10^-77，下列說(shuō)法正確的是

 

（填序號(hào)）．
A．O₃轉(zhuǎn)化為O₂的反應(yīng)是放熱反應(yīng)
B．t⁰C時(shí)反應(yīng)2O₃（g）3O₂（g）的平衡常數(shù)K≈3×10⁷⁶
C．O₃轉(zhuǎn)化為O₂的能量變化曲線如圖2所示
②電解法中，電極b周圍發(fā)生的電極反應(yīng)有

 

、

 

；電解時(shí)，H⁺由電極

 

經(jīng)聚合固體電解質(zhì)膜流向電極

 

（填“a”或“b”）．

Answer 1

分析：（1）鑒別膠體的常用方法為丁達(dá)爾效應(yīng)；
（2）①利用三段式求出平衡時(shí)的濃度，再根據(jù)K的表達(dá)式計(jì)算；
②先求出參加反應(yīng)的水的量，再根據(jù)速率的求算公式v=

△c

△t

計(jì)算；
（3）①A．根據(jù)題干中的熱化學(xué)方程式判斷，當(dāng)方程反寫時(shí)，反應(yīng)熱的符號(hào)相反；
B．可逆反應(yīng)中正逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系；
C．圖象錯(cuò)誤，圖中箭頭表示的是逆反應(yīng)的活化能，不表示反應(yīng)熱；
②由圖可知電極b周圍水失電子生成氧氣和臭氧；電解時(shí)在a極生成氫氣．

解答：解：（1）向濃CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂，可以制得納米級(jí)碳酸鈣，納米級(jí)碳酸鈣具有膠體的性質(zhì)，而鑒別膠體的常用方法為丁達(dá)爾效應(yīng)，所以要判斷產(chǎn)品中是否含有納米級(jí)碳酸鈣的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方法為丁達(dá)爾效應(yīng)，故答案為：丁達(dá)爾效應(yīng)；
（2）①設(shè)轉(zhuǎn)化的C的物質(zhì)的量為xmol
               C（s）+2H₂O（g）?CO₂（g）+2H₂（g）
起始量（mol）：2       4         0       0
轉(zhuǎn)化量（mol）：x       2x        x       2x
平衡量（mol）：2-x      4-2x      x       2x
已知平衡時(shí)氫氣為3.2mol，即2x=3.2，所以x=1.6，則平衡時(shí)的濃度分別為：c（H₂O）=0.4mol/L，c（CO₂）=0.8mol/L，c（H₂）=1.6mol/L，
所以K=

c(CO2)?c2(H2)

c(H2O)

=

0.8×1．62

0．42

=12.8；
故答案為：12.8；
②設(shè)轉(zhuǎn)化的H₂O的物質(zhì)的量為xmol
               C（s）+2H₂O（g）?CO₂（g）+2H₂（g）
起始量（mol）：1        2         0        0
轉(zhuǎn)化量（mol）：

x

2

       x          

x

2

       x
平衡量（mol）：1-

x

2

     2-x        

x

2

       x
已知平衡時(shí)氫氣為1.2mol，即x=1.2  所以△c（H₂O）=

n

V

=

1.2

1

mol/L=1.2 mol/L，則  v=

△c

△t

=

1.2 mol/L

3min

=0.4mol．L^-1．min^-1；
故答案為：0.4mol．L^-1．min^-1；
（3）①A．3O₂（g）?2O₃（g）△H=+144.8KJ．mol^-1，當(dāng)方程反寫時(shí)，反應(yīng)熱的符號(hào)相反，所以2O₃（g）?3O₂（g）△H=-144.8KJ．mol^-1，即O₃轉(zhuǎn)化為O₂的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故A正確；
B．可逆反應(yīng)中正逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系，已知2O₃（g）?3O₂（g）該反應(yīng)的K=3.33×10^-77，所以O(shè)₃轉(zhuǎn)化為O₂的平衡常數(shù)為

1

K

≈3×10⁷⁶，故B正確；
C．圖象錯(cuò)誤，圖中箭頭表示的是逆反應(yīng)的活化能，不表示反應(yīng)熱，而該反應(yīng)的△H=-144.8KJ．mol^-1，故C錯(cuò)誤；
故答案為：AB；
②由圖可知電極b周圍水失電子生成氧氣和臭氧，其反應(yīng)的電極方程式為：2H₂O-4e^-=O₂+4H⁺，3H₂O-6e^-=O₃+6H⁺；由圖可知電解時(shí)在a極生成氫氣，所以H⁺由電極b向電極a移動(dòng)；
故答案為：2H₂O-4e^-=O₂+4H⁺、3H₂O-6e^-=O₃+6H⁺； b、a．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算，化學(xué)反應(yīng)中能量的變化及熱化學(xué)方程式的書寫，電極方程式的書寫等，題目計(jì)算量較大，難度中等．