Question

【題目】碳元素的單質(zhì)及其化合物與人類的生產(chǎn)、生活、科研息息相關(guān)。請(qǐng)回答下列問題：

(1) 綠色植物的光合作用吸收CO2釋放O2的過程可以描述為以下兩步：

2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s) = 4(C3H6O3)+(s)+O2(g)+4e- △H=+1360 kJ·mol-1

12(C3H6O3)+(s)+12e- = C6H12O6(s，葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g) △H=-1200 kJ·mol-1

則綠色植物利用二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧氣的熱化學(xué)方程式為： ，

(2) 工業(yè)上利用水煤氣合成甲醇的主要反應(yīng)可表示為：

H2(g)+1/2CO(g)1/2CH3OH(g) △H=-45.4kJ·mol-1。

向容積為1L的密閉容器中加入0.10 mol H2和0.05mol CO，在一定溫度下發(fā)生上述反應(yīng)，10min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，測(cè)得放出熱量3.632kJ。

①該溫度條件下，上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K= 。

②若容器容積不變，下列措施可增加CH3OH產(chǎn)率的是 (填寫序號(hào))。

A．升高溫度 B．將CH3OH(g)從體系中分離

C．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大 D．再充入O.10 mol H2和0.05mol CO

③若該反應(yīng)達(dá)到平衡后，保持其它條件不變，若只把容器的體積縮小一半，則平衡向 (填“逆向”、“正向”或“不”)移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)K (填“增大”、“減小”或“不變”)。

(3) 已知反應(yīng)：2CO(g)+O2(g) = 2CO2(g) △H<0，根據(jù)原電池原理該反應(yīng)能否設(shè)計(jì)成燃料電池。若能，請(qǐng)寫出當(dāng)電解質(zhì)溶液為KOH溶液時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式(若不能，該空可不作答)： 。

Answer 1

【答案】(1) 2CO2(g)+2H2O(l) = C6H12O6(s，葡萄糖)+6O2(g) △H= +2880 kJ·mol-1

(2)①100（mol·L-1）-1或L·mol-1②BD③正向；不變

(3)CO-2e-+4OH－=CO32-+2H2O

【解析】

試題解析：(1)根據(jù)蓋斯定律：第一個(gè)方程式×3+第二個(gè)方程式：結(jié)果為2CO2(g)+2H2O(l) = C6H12O6(s，葡萄糖)+6O2(g) △H= +2880 kJ·mol-1；(2)1摩爾氫氣放熱45.4 kJ；放熱3.632kJ,消耗氫氣為0.08摩爾；容器的體積為1升；

H2(g)+1/2CO(g) 1/2CH3OH(g) △H=-45.4kJ·mol-1。

起始 0.1 0.05 0

變化0.08 0.04 0.04

平衡 0.02 0.01 0.04

根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算公式:K=0.04/(0.01×0.02)= 100（ mol·L-1）； ②A．升高溫度, 平衡左移，CH3OH(g)的量減小；錯(cuò)誤； B．將CH3OH(g)從體系中分離，平衡右移，CH3OH(g)產(chǎn)率增大，正確； C．充入He，平衡不動(dòng)，CH3OH(g)產(chǎn)率不變，錯(cuò)誤；D．再充入O.10 mol H2和0.05mol CO相當(dāng)于加壓，平衡右移，CH3OH(g)產(chǎn)率增大；正確；答案BD；(3)氧化還原都能設(shè)計(jì)成原電池，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)：CO失電子，被氧化為二氧化碳，在堿性環(huán)境中生成碳酸根離子；CO-2e-+4OH－ = CO32- + 2H2O