Question

【題目】I．二氧化碳是地球溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)�，目前人們處理二氧化碳的方法之一是使其與氫氣反應(yīng)合成甲醇。已知?dú)錃狻⒓状既紵�的熱化學(xué)方程式如下：

①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=- 283.0kJ／mol;

②2CH3OH (1)+3O2=2CO2(g)+4H2O(1) △H=- 726.0kJ／mol。

(1)寫(xiě)出二氧化碳與氫氣合成甲醇液體的熱化學(xué)方程式____。

(2)已知：CO2 (g)+3H2 (g)=CH3OH (g)+H2O(g) △H=- 49.0kJ／mol，將6molCO2和8mol H2充入4L的密閉容器中，測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示（實(shí)線），圖中數(shù)據(jù)a(l，6)表示在1min時(shí)H2的物質(zhì)的量是6mol。

①b點(diǎn)正反應(yīng)速率____（填“大于”“等于”或“小于”）逆反應(yīng)速率。此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為____。

②僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示。曲線Ⅱ對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是____，體積不變?cè)俪淙?/span>3 mol CO2和4mol H2，H2O(g)的體積分?jǐn)?shù)____（填“增大”“不變”或“減小”）

Ⅱ.粗鎳樣品中含Fe、Zn、Ag、Cu等四種金屬雜質(zhì)，為獲得高純度的鎳，某興趣小組同學(xué)擬用鉛蓄電池為電源，粗鎳及石墨為電極，電解硝酸鎳溶液對(duì)粗鎳進(jìn)行提純。（已知，氧化性：Fe2+<Ni2+<Cu2+）

(1)鉛蓄電池的負(fù)極電極反應(yīng)式為 ___。

(2)粗鎳提純的陰極反應(yīng)式為 ___。電解結(jié)束后，陽(yáng)極附近產(chǎn)生的沉淀物的主要成分為____。

Answer 1

【答案】 CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l）△H=-61.5kJmol-1 大于 2L2/mol2 降低溫度 增大 Pb+SO42--2e-=PbSO4 Ni2++2e-=Ni Ag、Cu

【解析】I．(1)①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；△H=-283.0kJmol-1，②2CH3OH(l)+3O2(g)→2CO2(g)+4H2O(l) △H=-726.0kJmol-1，依據(jù)蓋斯定律①×3-②得到：2CO2 (g)+6H2 (g)=2CH3OH(l)+2H2O (l) △H=-123kJmol-1；熱化學(xué)方程式為：CO2 (g)+3H2 (g)=CH3OH(l)+H2O (l) △H=-61.5kJmol-1；故答案為：CO2 (g)+3H2 (g)=CH3OH(l)+H2O (l) △H=-61.5kJmol-1；

(2)①根據(jù)圖像可知，在b點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到化學(xué)平衡，此時(shí)反應(yīng)朝著正反應(yīng)方向進(jìn)行著，則有v正＞v逆；發(fā)生的反應(yīng)為：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，其反應(yīng)的平衡常數(shù)為K＝，平衡時(shí)，根據(jù)圖像和反應(yīng)的方程式可知，c(H2)＝＝0.5mol/L，c(CO2)＝＝1mol/L，c(CH3OH)＝＝0.5mol/L，c(H2O)＝＝0.5mol/L，分別代入平衡常數(shù)可求得K＝＝2L2/mol2，故答案為：大于，2L2/mol2；

②已知反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，其焓變△H＜0，觀察曲線II，達(dá)到平衡的時(shí)間變長(zhǎng)，且平衡時(shí)氫氣減少，平衡正向移動(dòng)，因此曲線Ⅱ?qū)��?yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是降低溫度，體積不變?cè)俪淙?/span>3molCO2和4molH2，增大了反應(yīng)物濃度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，生成更多的H2O(g)，而容器體積不變，顯然H2O(g)的體積分?jǐn)?shù)增大，故答案為：降低溫度；增大；

II．(1)鉛蓄電池的負(fù)極為Pb，電極反應(yīng)式為Pb+SO42--2e-=PbSO4，故答案為：Pb+SO42--2e-=PbSO4；

(2)粗鎳提純時(shí)，陰極上Ni2+得到電子生成Ni，電極反應(yīng)式為Ni2++2e-=Ni。陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)為物質(zhì)失去電子被氧化，還原性越強(qiáng)的金屬，優(yōu)先失去電子被氧化，粗鎳樣品中含Fe、Zn、Ag、Cu等四種金屬雜質(zhì)，金屬離子的氧化性越強(qiáng)，則金屬的還原性越弱，根據(jù)氧化性：Fe2+ <Ni2+ <Cu2+知，電解結(jié)束后，陽(yáng)極附近產(chǎn)生的沉淀物的主要成分為Ag、Cu，故答案為：Ni2++2e-=Ni；Ag、Cu。