Question

（12分）煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)過程。

（1）在煤的氣化反應(yīng)器中發(fā)生如下幾種反應(yīng)：

C（s）十H2O（g）=CO（g）+H2（g） △H1= +131kJ/mol

C（s）+O2（g）=CO2（g） △H2= —394kJ/mol

CO（g）+1／2O2（g）=CO2（g） △H3= —283kJ/mol

則CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）△H=

（2）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，進行反應(yīng)

CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g），得到如下三組數(shù)據(jù)：

實驗組	溫度／℃	起始量／mol	平衡量／mol	反應(yīng)達平衡時間／min
CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	5
2	900	2	1	0.4	1.6	3

①實驗l中以 CO2表示的反應(yīng)速率為 。

②在900℃時，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝

③若其它條件不變向?qū)嶒?的平衡混合物中再加入0.4 mol H2O和0.4 mol CO2，達到新平衡時CO的轉(zhuǎn)化率將 （變大、變小、不變）

（3）將標(biāo)準(zhǔn)狀況下224mLCO2通入200mL 0.1 mol/L KOH溶液中，充分反應(yīng)后得到溶液X，若不考慮溶液體積的變化，下列有關(guān)X的敘述不正確的是

A、c(OH－)＝c(H+)+ c(HCO3—)+ 2c(H2CO3)

B、該溶液中，c(K+) > c(CO32—) > c(OH－) > c(HCO3—)> c(H+)

C、該溶液中，水電離出的c(OH－)大于水電離出的c(H+)

（4）以CO和O2為原料,用KOH作電解質(zhì)組成燃料電池，則該電池負極的反應(yīng)式為 。

若將該電池作電源，以石墨為電極電解硫酸銅溶液，當(dāng)產(chǎn)生時0.64gCu，理論上至少需要消耗標(biāo)況下的CO氣體 mL

Answer 1

（1）-41（2分）

（2）①0.16mol/(L·min)（2分）；②1/6（2分）；③變小；（1分）

（3）C（1分）；

（4）CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O（2分）；224（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，所求熱化學(xué)方程式的熱效應(yīng)△H=△H1-△H2+2△H3=+131kJ/mol-（—394kJ/mol）+2×（—283kJ/mol）=-41kJ/mol；

（2）①實驗l中，CO的物質(zhì)的量減少4-2.4=1.6mol，則二氧化碳的物質(zhì)的量增加1.6mol，所以以 CO2表示的反應(yīng)速率為1.6mol/2L/5min=0.16mol/(L·min)；

②在900℃時，此反應(yīng)平衡時c(CO)=1.6mol/2L=0.8mol/L，c(H2)= c（CO2）=0.4mol/2L=0.2mol/L，c（H2O）=(1-0.4)mol/2L=0.3mol/L，所以該溫度的平衡常數(shù)K= c(H2)·c（CO2）/ c(CO)·c（H2O）=1/6；

③若其它條件不變向?qū)嶒?的平衡混合物中再加入0.4 mol H2O和0.4 mol CO2，則c（CO2）=（0.4+0.4）mol/2L=0.4mol/L，c（H2O）=(1-0.4+0.4)mol/2L=0.5mol/L，則Qc=1/5>1/6，所以平衡逆向移動，則CO的轉(zhuǎn)化率變��；

（3）標(biāo)準(zhǔn)狀況下224mLCO2的物質(zhì)的量是0.224L/22.4L/mol=0.01mol， 200mL 0.1 mol/L KOH溶液中KOH的物質(zhì)的量是0.2L×0.1mol/L=0.02mol，所以二氧化碳與氫氧化鉀反應(yīng)生成碳酸鉀和水。A、符合質(zhì)子守恒定律，正確；B、碳酸鉀溶液中，碳酸根離子水解，所以碳酸根離子濃度小于鉀離子濃度，水解使溶液呈堿性，所以c(OH－) > c(HCO3—)> c(H+)，所以c(K+) > c(CO32—) > c(OH－) > c(HCO3—)> c(H+)，正確；C、水電離產(chǎn)生的氫氧根離子與氫離子的濃度始終相等，錯誤，答案選C；

（4）以CO和O2為原料,用KOH作電解質(zhì)組成燃料電池，則負極發(fā)生氧化反應(yīng)，CO發(fā)生氧化反應(yīng)，與氫氧根離子結(jié)合生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O；以石墨為電極電解硫酸銅溶液，當(dāng)產(chǎn)生時0.64gCu，Cu2++2e-==Cu，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.64g/64g/mol×2=0.02mol，根據(jù)得失電子守恒，則需要CO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是0.02mol/2×22.4L/mol=224mL。

考點：考查蓋斯定律的應(yīng)用，化學(xué)平衡的移動，平衡常數(shù)的計算，離子濃度的比較，電化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用