6．碳及其化合物有廣泛的用途．
（1）反應(yīng)C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）；△H=+131.3kJ•mol-1，達(dá)到平衡后，體積不變時，以下有利于提高H2產(chǎn)率的措施是BC．
A．增加碳的用量
B．升高溫度
C．用CO吸收劑除去CO
D．加入催化劑．
（2）已知，C（s）+CO2（g）?2CO（g）；△H=+172.5kJ•mol-1，則反應(yīng) CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）的△H=-41.2kJ•mol-1．
（3）CO與H2一定條件下反應(yīng)生成甲醇（CH3OH），甲醇是一種燃料，可利用甲醇設(shè)計一個燃料電池，用稀硫酸作電解質(zhì)溶液，多孔石墨做電極，該電池負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+H2O═CO2+6H+．
（4）在一定溫度下，將CO（g）和H2O（g）各0.16mol分別通入到體積為2.0L的恒容密閉容器中，發(fā)生以下反應(yīng)：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下數(shù)據(jù)：
t/min2479
n（H2O）/mol0.120.110.100.10
①其他條件不變，降低溫度，達(dá)到新平衡前v（逆）＜v（正）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②該溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.36．
③其他條件不變，再充入0.1mol CO和0.1mol H2O（g），平衡時CO的體積分?jǐn)?shù)不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．

分析 （1）提高H2的產(chǎn)率，應(yīng)改變條件使平衡正向移動，結(jié)合平衡移動原理分析解答；
（2）已知：①C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）；△H=+131.3kJ•mol-1
②C（s）+CO2（g）?2CO（g）；△H=+172.5kJ•mol-1
根據(jù)蓋斯定律，①-②可得：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）；
（3）原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，甲醇在負(fù)極失去電子，酸性條件下生成二氧化碳，由電荷守恒可知還有氫離子生成；
（4）①由（2）中可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡逆向移動，到達(dá)新平衡前正反應(yīng)速率更大；
②7min到達(dá)平衡，平衡時水為0.1mol，則：
             CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
起始量（mol）：0.16   0.16      0      0
變化量（mol）：0.06   0.06      0.06   0.06
平衡量（mol）：0.1    0.1       0.06   0.06
反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，用物質(zhì)的量代替濃度代入K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$計算平衡常數(shù)；
③其他條件不變，再充入0.1mol CO和0.1mol H2O（g），與原平衡中CO、H2O的起始物質(zhì)的量之比均為1：1，反應(yīng)前后氣體體積不變，恒溫恒容下為等效平衡，平衡時同種物質(zhì)的含量相等．

解答 解：（1）①A．碳為固體，增加碳的用量不影響平衡移動，H2的產(chǎn)率不變，故A錯誤；
B．正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，H2的產(chǎn)率增大，故B正確；
C．用CO吸收劑除去CO，平衡正向移動，H2的產(chǎn)率增大，故C正確，
D．加入催化劑，可以加快反應(yīng)速率，但不影響平衡移動，H2的產(chǎn)率不變，故D錯誤，
故選：BC；
（2）已知：①C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）；△H=+131.3kJ•mol-1
②C（s）+CO2（g）?2CO（g）；△H=+172.5kJ•mol-1
根據(jù)蓋斯定律，①-②可得：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），△H=131.3kJ•mol-1-131.3kJ•mol-1=-41.2kJ•mol-1，
故答案為：-41.2；
（3）原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，甲醇在負(fù)極失去電子，酸性條件下生成二氧化碳，由電荷守恒可知還有氫離子生成，負(fù)極電極反應(yīng)式為：CH3OH-6e-+H2O═CO2+6H+，
故答案為：CH3OH-6e-+H2O═CO2+6H+；
（4）①由（2）中可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡逆向移動，達(dá)到新平衡前v（逆）＜v（正），
故答案為：＜；
②7min到達(dá)平衡，平衡時水為0.1mol，則：
              CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
起始量（mol）：0.16    0.16     0       0
變化量（mol）：0.06    0.06     0.06    0.06
平衡量（mol）：0.1     0.1      0.06    0.06
反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，可以用物質(zhì)的量代替濃度計算平衡常數(shù)，則K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$=$\frac{0.06×0.06}{0.1×0.1}$=0.36，
故答案為：0.36；
③其他條件不變，再充入0.1mol CO和0.1mol H2O（g），與原平衡中CO、H2O的起始物質(zhì)的量之比均為1：1，反應(yīng)前后氣體體積不變，恒溫恒容下為等效平衡，平衡時同種物質(zhì)的含量相等，平衡時CO的體積分?jǐn)?shù)不變，
故答案為：不變．

點評 本題考查化學(xué)平衡計算與影響因素、平衡常數(shù)、反應(yīng)熱計算、原電池等，（4）中③注意利用等效平衡分析解答，避免利用平衡常數(shù)計算解答的繁瑣．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

18．下列過程，不屬于化學(xué)變化的是（　�。�
A．干冰制冷B．高爐煉鐵C．醋酸除垢D．純堿去油

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

19．下列敘述中正確的是（　�。�
A．NH4F水溶液中含有HF，因此NH4F溶液不能存放于玻璃試劑瓶中
B．能使?jié)櫇竦牡矸跭I試紙變成藍(lán)色的物質(zhì)一定是Cl2
C．某溶液中加入CCl4，CC14層顯紫色，證明原溶液中存在I-
D．某溶液中加入BaCl2溶液，產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀，該溶液一定含有SO42-

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：多選題

16．欲配制100mL 1.0mol/LNa2CO3溶液，正確的方法是（　　）
A．稱量10.6 g Na2CO3溶于100 mL水中
B．稱量28.6 g Na2CO3•10H2O溶于少量水中，再用水稀釋至100 mL
C．量取20 mL 5.0 mol/L Na2CO3溶液用水稀釋至100 mL
D．配制80 mL 1.0 mol/L Na2CO3溶液，則只需要稱量8.5 g Na2CO3

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

1．碳及其化合物有廣泛應(yīng)用
（1）工業(yè)冶煉鋁，以石墨為陽極．陽極反應(yīng)式為2O2--4e-=O2↑，可能發(fā)生副反應(yīng)有C+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO2（或2C+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO）．
（2）一氧化碳和空氣在酸性介質(zhì)中構(gòu)成燃料電池，負(fù)極反應(yīng)式為CO-2e-+H2O=CO2+2H+
（3）向75mL 4mol•L-1KOH溶液中緩慢通入4480mL CO2氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）恰好完全被吸收．
①寫出該反應(yīng)的離子方程式：2CO2+3OH-=CO32-+HCO3-+H2O．
②該吸收溶液中離子濃度大小排序為c（K+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（H+）．
③常溫下，a mol•L-1KHCO3溶液的pH=8，HCO3-的水解常數(shù)約等于$\frac{1{0}^{-12}}{a-1{0}^{-6}}$．（用含a式表示）．
（4）已知：①2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H1=-571.6kJ•mol-1
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-566.0kJ•mol-1
③CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H3=-90.8kJ•mol-1
計算甲醇蒸氣的燃燒熱△H=-763.8kJ•mol-1．
（5）某溫度下，發(fā)生可逆反應(yīng)：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41.0kJ•mol-1
①向某容器中充入1.0mol H2O和1.0mol CO （g），在一定條件下發(fā)生上述反應(yīng)．混合氣體中CO的物質(zhì)的量與時間關(guān)系如下列所示：
05min10min15min20min25min
Ⅰ（800℃）1.00.800.700.650.500.50
Ⅱ（800℃）1.00.70.600.500.500.50
相對實驗I，實驗II可能改變的條件可能是增大壓強(qiáng)（或縮小體積）、加催化劑，該溫度下，平衡常數(shù)=1．
②若開始向絕熱容器中投入一定量二氧化碳、氫氣在一定條件下發(fā)生上述可逆反應(yīng)．
下列圖象正確且說明可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是A．（填序號）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

11．在容積為1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，發(fā)生反應(yīng)N2O4（g）?2NO2（g）△H，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深．

回答下列問題：
（1）反應(yīng)的△H＞0（填“＞”或“＜”）；100℃時，體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化如圖1所示．在0～60s時段，平均反應(yīng)速率v（NO2）為0.002mol?L-1?s-1，反應(yīng)的平衡常數(shù)K為0.36．
（2）100℃時達(dá)到平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c（N2O4） 以0.0020mol?L-1?s-1的平均速率降低，經(jīng)10s又達(dá)到平衡．則T大于100℃（填“大于”或“小于”）．
（3）利用圖2（a）和（b）中的信息，按圖（b）裝置（連通的A、B瓶中已充有NO2氣體）進(jìn)行實驗．可觀察到B瓶中氣體顏色比A瓶中的深（填“深”或“淺”），其原因是N2O4（無色）?2NO2（紅棕色）△H＞0，是吸熱反應(yīng)，而雙氧水的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)，當(dāng)右邊雙氧水分解時，放出的熱量會使B瓶升溫，從而使瓶中反應(yīng)朝正反應(yīng)方向移動，即向生成NO2移動，故B瓶顏色更深．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

18．紅礬鈉（重鉻酸鈉：Na2Cr2O7•2H2O）是重要的化工原料，工業(yè)上用鉻鐵礦（主要成分是FeO•Cr2O3）制備紅礬鈉的過程中會發(fā)生如下反應(yīng)：4FeO+Cr2O3（s）+8Na2CO3（s）+7O2?8Na2CrO4（s）+2Fe2O3（s）+8CO2△H＜0

（1）請寫出上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K=$\frac{{c}^{8}（C{O}_{2}）}{{c}^{7}（{O}_{2}）}$．
（2）圖1、圖2表示上述反應(yīng)在t1時達(dá)到平衡，在t2時因改變某個條件而發(fā)生變化的曲線．由圖1判斷，反應(yīng)進(jìn)行至t2時，曲線發(fā)生變化的原因是對平衡體系降溫（用文字表達(dá)）；由圖2判斷，t2到t3的曲線變化的原因可能是b（填寫序號）．
a．升高溫度     b．加了催化劑      c．通入O2      d．縮小容器體積
（3）工業(yè)上可用上述反應(yīng)中的副產(chǎn)物CO2來生產(chǎn)甲醇：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），
①已知該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則下列圖象圖3正確的是AC
②在容積為2L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他條件不變得情況下，考查溫度對反應(yīng)的影響，實驗結(jié)果如圖4所示（注：T1、T2均大于300℃）；下列說法正確的是CD（填序號）

A．溫度為T1時，從反應(yīng)開始到平衡，生成甲醇的平均速率：v（CH3OH）=$\frac{{n}_{A}}{{i}_{A}}$ mol•L-1•min-1
B．該反應(yīng)在T1時的平衡常數(shù)比T2時的小
C．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
D．處于A點的反應(yīng)體系從T1變到T2，達(dá)到平衡時$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{H}_{3}OH）}$增大
③在T1溫度時，將1molCO2和3molH2充入一密閉恒容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，CO2轉(zhuǎn)化率為a，則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始壓強(qiáng)之比為1-$\frac{a}{2}$．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

15．碳、氮廣泛的分布在自然界中，碳、氮的化合物性能優(yōu)良，在工業(yè)生產(chǎn)和科技領(lǐng)域有重要用途．

（1）氮化硅（Si3N4）是一種新型陶瓷材料，它可由SiO2與過量焦炭在1300～1700°C的氮?dú)饬髦蟹磻?yīng)制得：3SiO2（s）+6C（s）+2N2（g）?Si3N4（s）+6CO（g）△H=-1591.2kJ/mol，則該反應(yīng)每轉(zhuǎn)移1mole-，可放出的熱量為132.6kJ．
（2）高溫時，用CO還原MgSO4可制備高純MgO．
①750℃時，測得氣體中含等物質(zhì)的量的SO2和SO3，此時反應(yīng)的化學(xué)方程式是CO+2MgSO4 $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2MgO+CO2+SO2+SO3．
②由MgO制成的Mg可構(gòu)成“鎂-次氯酸鹽”電池，其裝置示意圖如圖1，該電池的正極反應(yīng)式為ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-．
（3）某研究小組將三組CO（g）與H2O（g）的混合氣體分別通入體積為2L的恒容密閉容器中，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下數(shù)據(jù)：
實驗組溫度/℃起始量/mol平衡量/mol達(dá)平衡所需時間/min
COH2OCOH2
1650240.51.55
2900120.50.5-
①實驗Ⅰ中，前5min的反應(yīng)速率v（CO2）=0.15mol/（L．min）．
②下列能判斷實驗Ⅱ已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是（填寫選項序號）ad．
a．容器內(nèi)CO、H2O、CO2、H2的濃度不再變化      b．容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化
c．混合氣體的密度保持不變                d．v正（CO）=v逆（CO2）
e．容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化
③若實驗Ⅲ的容器是絕熱的密閉容器，實驗測得H2O（g）的轉(zhuǎn)化率H2O%隨時間變化的示意圖如圖2所示，b點v正＞v逆（填“＜”、“=”或“＞”），t3～t4時刻，H2O（g）的轉(zhuǎn)化率H2O%降低的原因是該反應(yīng)達(dá)到平衡后，因反應(yīng)為放熱反應(yīng)且反應(yīng)容器為絕熱容器，故容器內(nèi)溫度升高，反應(yīng)逆向進(jìn)行．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

16．堿式氧化鎳（NiOOH）可用作鎳氫電池的正極材料．以含鎳（Ni2+）廢液為原料生產(chǎn)NiOOH的一種工藝流程如下：

（1）加入Na2CO3溶液時，確認(rèn)Ni2+已經(jīng)完全沉淀的實驗方法是靜置，在上層清液中繼續(xù)滴加1～2滴Na2CO3溶液，無沉淀生成
（2）已知Ksp[Ni（OH）2]=2×10-15，欲使NiSO4溶液中殘留c（Ni2+）≤2×10-5 mol•L-1，調(diào)節(jié)pH的范圍是pH≥9
（3）寫出在空氣中加熱Ni（OH）2制取NiOOH的化學(xué)方程式：4Ni（OH）2+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NiOOH+2H2O
（4）若加熱不充分，制得的NiOOH中會混有Ni（OH）2，其組成可表示為xNiOOH•yNi（OH）2．現(xiàn)稱取9.18g樣品溶于稀硫酸，加入100mL 1.0mol•L-1 Fe2+標(biāo)準(zhǔn)溶液，攪拌至溶液清亮，定容至200mL．取出20.00mL，用0.010mol•L-1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，用去KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，試通過計算確定x、y的值．涉及反應(yīng)如下（均未配平）：
NiOOH+Fe2++H+--Ni2++Fe3++H2O
Fe2++MnO${\;}_{4}^{-}$+H+--Fe3++Mn2++H2O
則x=9；y=1．

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