Question

【題目】草酸()廣泛存在于食品中，人們對其及相關(guān)產(chǎn)品進行了深入研究。

(1) (s)═ O(g)+CO(g)+C(g)△H=+340kJmo 在密閉容器中反應(yīng)，保持溫度不變，下列有關(guān)選項正確的是_____(填序號)

A 恒容時，容器的壓強不再變化，說明該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)

B 恒壓時，容器的體積不再變化，說明該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)

C 氣體摩爾體積不再發(fā)生變化，說明該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)

D 氣體平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化，說明該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)

E 氣體總質(zhì)量不再發(fā)生變化，說明該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)

(2)草酸分解所需燃料可以是CO，通過甲烷制備CO：C(g)+C(g)→2CO(g)+2(g)△H＞O．常溫下，在2L的密閉容器中通入4molC氣體和6molC氣體發(fā)生反應(yīng)，5min后達到平衡，測得CO氣體的濃度為0.1mol。

①平衡時，該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(C)=_____molmi。

②在不改變反應(yīng)混合物用量的前提下，為了提高C氣體的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是_____。(答出一方面即可)

(3)草酸()是二元弱酸，KH溶液呈酸性。向10mL 0.01mol的溶液滴加0.01molKOH溶液V(mL)，回答下列問題。

①當V=10mL時，溶液中H、、、的濃度從大到小的順序為_____。

② 當V=a mL時，溶液中離子濃度有如下關(guān)系：c()=2c()+c(H)；當V=b mL時，溶液中離子濃度有如下關(guān)系：c()=c()+c(H)+c()；則a_____b(填“＜”，“=”或“＞”)。

(4)電解飽和草酸溶液可以制得高檔香料乙醛酸()，裝置如圖所示，寫出復(fù)合膜電極的電極反應(yīng)式_____。

Answer 1

【答案】ABE 0.01 升高溫度或增大容器的體積(減小壓強) c(HC2O4-)＞c(H+)＞c(C2O42-)＞c(H2C2O4) ＞ H2C2O4 + 2H+ + 2e- ═ H2C2O3+H2O

【解析】

(1)反應(yīng)H2C2O4 (s)═ H2O(g)+CO(g)+CO2(g) △H=+340kJmol-1的平衡，密閉容器中，保持溫度不變，

A.反應(yīng)H2C2O4 (s)═ H2O(g)+CO(g)+CO2(g)是一個氣體體積增大的反應(yīng)，恒容時，容器的壓強不再變化，說明該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)，故A正確；

B．反應(yīng)H2C2O4 (s)═ H2O(g)+CO(g)+CO2(g)是一個氣體體積增大的反應(yīng)，恒壓時，容器的體積不再變化，說明該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)，故B正確；

C．一定條件下氣體摩爾體積是不變的，當氣體摩爾體積不再發(fā)生變化，不能說明該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)，故C錯誤；

D．生成物氣體是按照固定比例生成的，氣體平均摩爾質(zhì)量不發(fā)生變化，所以氣體平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化，不能說明該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)，故D錯誤；

E．氣體總質(zhì)量不再發(fā)生變化，可知氣體的物質(zhì)的量不變，說明該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)，故E正確；

故答案為：ABE；

(2) CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)

起始量(mol) 4 6 0 0

變化量(mol) 0.1×1 0.1×1 0.1×2 0.1×2

平衡量(mol) 3.9 5.9 0.1×2 0.1×2

①平衡時，該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO2)===0.01 molL-1min-1，

故答案為：0.01；

②反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H＞0，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，且是一個氣體體積增大的反應(yīng)，故升高溫度或增大容器的體積(減小壓強)平衡右移，CH4氣體的轉(zhuǎn)化率升高，

故答案為：升高溫度或增大容器的體積(減小壓強)；

(3) ①向10mL 0.01molL-1的H2C2O4溶液滴加0.01molL-1KOH溶液，當V=10mL時，草酸與氫氧化鉀恰好反應(yīng)生成草酸氫鉀，由于草酸氫鉀溶液顯示酸性，則H2C2O4的電離程度大于其水解程度，所以c(C2O42-)＞c(H2C2O4)，由于氫離子來自水的電離和HC2O4-的電離，則c(H+)＞c(C2O42-)，HC2O4-的電離和水解程度都較小，則c(HC2O4-)＞c(C2O42-)，所以溶液中各離子濃度大小為c(HC2O4-)＞c(H+)＞c(C2O42-)＞c(H2C2O4) ，

故答案為：c(HC2O4-)＞c(H+)＞c(C2O42-)＞c(H2C2O4)；

②c(K+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)，根據(jù)電荷守恒c(K+)+ c(H+)= 2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+ c(OH-)可得 c(H+)= c(OH-)所以溶液呈中性，pH=7，草酸氫鉀溶液呈酸性，要使溶液呈中性，則氫氧化鉀應(yīng)該稍微過量，所以V(KOH)=a＞10mL；溶液中離子濃度有如下關(guān)系：c(K+)=c(C2O42-)+c(HC2O4-)+ c(H2C2O4)，根據(jù)溶液中物料守恒分析，溶質(zhì)為KHC2O4，說明V(KOH)=b=10mL，則a＞b，

故答案為：＞；

(4)惰性電極電解飽和草酸溶液，草酸在陰極放電，C由+3價降到+1價，得到2個電子，電極反應(yīng)式為H2C2O4 + 2H+ + 2e- = H2C2O3+H2O，

故答案為：H2C2O4 + 2H+ + 2e- ═ H2C2O3+H2O。