Question

(14分)“低碳循環(huán)”已引起各國家的高度重視，而如何降低大氣中CO2的含量和有效地開發(fā)利用CO2正成為化學(xué)家研究的主要課題。

（1）將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2 L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下三組數(shù)據(jù)：

實驗組	溫度℃	起始量/mol	平衡量/mol	達(dá)到平衡所需
CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①實驗2條件下平衡常數(shù)K= 。

②實驗3中，若平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣，則a/b 的值_______(填具體值或取值范圍)。

③實驗4，若900 ℃時，在此容器中加入CO、H2O、CO2 、H2均為1 mol，則此時V正 V逆(填“＜”，“＞”，“=”)。

（2）已知在常溫常壓下：

①2CH3OH(l)＋3O2(g) ＝ 2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1275.6 kJ·mol－1

②2CO (g)＋ O2(g) ＝ 2CO2(g) ΔH＝－566.0 kJ·mol－1

③H2O(g) ＝ H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ·mol－1

寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：____________

（3）已知草酸是一種二元弱酸，草酸氫鈉(NaHC2O4)溶液顯酸性。常溫下，向10 mL 0.01 mol·L－1 H2C2O4溶液中滴加10 mL 0.01 mol·L－1 NaOH溶液時，比較溶液中各種離子濃度的大小關(guān)系 ；

（4）CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應(yīng)，CaCO3是一種難溶物質(zhì)，其Ksp=2.8×10－9。CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的濃度為2×10－4 mol·L－1，則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為 ______________mol·L－1。

（5）以二甲醚(CH3OCH3)、空氣、H2SO4為原料，鉑為電極可構(gòu)成燃料電池，其工作原理與甲烷燃料電池的原理相似。請寫出該電池負(fù)極上的電極反應(yīng)式： 。

Answer 1

(14分)

（1）①1/ 6或0.17 ②＜1 (填0＜a/b＜1亦可) ③＜

（2）CH3OH(l)＋ O2(g) ＝ CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝﹣442.8 kJ∕mol

（3）c(Na＋)＞c(HC2O4－ )＞c(H＋)＞c(C2O42－)＞c(OH－)

（4）5.6×10—5

（5）CH3OCH3-12e—＋3H2O=3CO2＋12H＋

【解析】

試題分析：（1）①CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

起始濃度 1 0.5 0 0

變化濃度 0.2 0.2 0.2 0.2

平衡濃度 0.8 0.3 0.2 0.2

實驗2條件下平衡常數(shù)K=(0.2×0.2)÷(0.3×0.8)=0.17

②按系數(shù)比加入各反應(yīng)物，即a=b，各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相同，而在可逆反應(yīng)中，加入水蒸氣，能增大CO的轉(zhuǎn)化率，H2O的轉(zhuǎn)化率降低，所以若平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣，則a/b 的值小于1.

（2）根據(jù)蓋斯定律，①÷2-②÷2＋③×2=-442.8 kJmol—1，所以甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)＋O2(g)=CO(g)＋2H2O(l) H=-442.8 kJmol－1。

（3）常溫下，向10 mL 0.01 mol·L－1 H2C2O4溶液中滴加10 mL 0.01 mol·L－1 NaOH溶液，草酸和NaOH恰好1:1反應(yīng)生成草酸氫鈉，草酸氫鈉屬于強(qiáng)電解質(zhì)，完全電離出鈉離子和草酸氫根離子，草酸是一種二元弱酸，草酸氫鈉(NaHC2O4)溶液顯酸性，說明草酸氫根離子的電離程度大于其水解程度，所以溶液中各種離子濃度的大小關(guān)系為c(Na＋)＞c(HC2O4－ )＞c(H＋)＞c(C2O42－)＞c(OH－)

（4）Na2CO3溶液的濃度為2×10－4 mol·L－1，將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合后，c(CO32 －)=1×10－4 mol·L－1，生成CaCO3 沉淀時，c(Ca2＋)×1×10－4 mol·L－1= Ksp=2.8×10－9，解得c(Ca2＋)= 2.8×10—5mol/L，所以生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為2×2.8×10—5=5.6×10—5mol/L

（5） 以二甲醚(CH3OCH3)、空氣、H2SO4為原料，鉑為電極可構(gòu)成燃料電池，其工作原理與甲烷燃料電池的原理相似，甲烷失電子做負(fù)極，生成CO2 和水，則二甲醚失電子也做負(fù)極，生成CO2 和水，該電池負(fù)極上的電極反應(yīng)式為CH3OCH3-12e—＋3H2O=3CO2＋12H＋。

考點：考查化學(xué)平衡常數(shù)的計算，熱化學(xué)方程式的書寫，離子濃度的大小比較，沉淀溶解平衡的應(yīng)用。

考點分析： 考點1：化學(xué)反應(yīng)與能量 考點2：電化學(xué)基礎(chǔ) 考點3：化學(xué)平衡狀態(tài)及移動 試題屬性

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