Question

【題目】碳及其化合物有廣泛應(yīng)用。

（1）工業(yè)冶煉鋁，以石墨為陽(yáng)極。陽(yáng)極反應(yīng)式為________，可能發(fā)生副反應(yīng)有_______。

（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___________。

（3）向75 mL 4 molL-1KOH溶液中緩慢通入4480 mL CO2氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）恰好完全被吸收。

①寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：___________________________。

②該吸收溶液中離子濃度大小排序?yàn)?/span>_________________________。

③常溫下，a molL-1KHCO3溶液的pH=8，HCO3的水解常數(shù)約等于__________。（用含a式表示）。

（4）已知：① 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1= —571.6kJmol-1

② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2 = —566.0kJmol-1

③ CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3 = —90.8kJmol-1

計(jì)算甲醇蒸氣的燃燒熱△H＝_______________。

（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，向某容器中充入1.0 molH2和1.0 mol(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(shí)間關(guān)系如下列所示：

	0	5 min	10 min	15 min	20 min	25 min
I(800℃)	1.0	0.80	0.70	0.65	0.50	0.50
II(800℃)	1.0	0.7	0.60	0.50	0.50	0.50

相對(duì)實(shí)驗(yàn)I，實(shí)驗(yàn)II可能改變的條件可能是________，該溫度下，平衡常數(shù)=_______。

Answer 1

【答案】2O2－4e＝O2↑ C＋O2CO2（或2C＋O22CO） CO - 2e＋H2O＝CO2＋2H 2CO2＋3OH＝CO32＋HCO3＋H2O c(K)＞c(HCO3)＞c(CO32)＞c(OH)＞c(H) －763.8 kJmol-1 增大壓強(qiáng)（或縮小體積）、加催化劑 1

【解析】

（1）電解氧化鋁得到鋁和氧氣，陽(yáng)極上氧離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：2O2--4e-=O2↑；生成的氧氣在高溫下氧化石墨電極，發(fā)生的反應(yīng)有C＋O2CO2（或2C＋O22CO）

故答案為：2O2--4e-=O2↑；C＋O2CO2（或2C＋O22CO）

（2）在酸性介質(zhì)中CO氧化生成CO2，負(fù)極反應(yīng)式為CO-2e-+H2O=CO2+2H+，

故答案為：CO-2e-+H2O=CO2+2H+；

（3）n（KOH）=0.075L×4molL-1=0.3mol，n（CO2）==0.2mol，因?yàn)槎�者恰好反�?yīng)，則反應(yīng)的離子方程式為2CO2+3OH-=CO32-+HCO3-+H2O，

故答案為：2CO2+3OH-=CO32-+HCO3-+H2O；

②因?yàn)樘妓岣�水解程度大于碳酸氫根，并且水解后都成堿性，所以離子濃度大小排序?yàn)?/span>c（K+）>c（HCO3-）>c（CO32-）>c（OH-）>c（H+），

故答案為：c（K+）>c（HCO3-）>c（CO32-）>c（OH-）>c（H+）；

③因?yàn)?/span>amolL-1KHCO3溶液的pH=8，所以c（OH-）=10-6mol/L，HCO3-+H2OH2CO3+OH-，c（OH-）=c（H2CO3）=10-6mol/L，水解程度小，消耗HCO3-可忽省不計(jì)，所以K==；

故答案為：；/span>

（4）①2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H1=-571.6kJmol-1

②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566.0kJmol-1

③CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H3=-90.8kJmol-1

根據(jù)蓋斯定律知，①+②×-③得：CH3OH（g）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-571.6kJmol-1-566.0kJmol-1×+90.8kJmol-1=-763.8kJmol-1，

故答案為：-763.8kJmol-1；

（5）從數(shù)據(jù)看，I和II達(dá)到相同狀態(tài)，說(shuō)明平衡沒(méi)有移動(dòng)，若該可逆反應(yīng)是等氣體分子數(shù)反應(yīng)，且反應(yīng)物和產(chǎn)物都是氣態(tài)，增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間；加入催化劑也能加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡時(shí)間；等氣體分子數(shù)反應(yīng)，可以用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù)，達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量都等于0.5mol，所以K==1，

故答案為：增大壓強(qiáng)（或縮小體積）、加催化劑；1；