Question

【题目】碳及其化合物在工农业生产和日常生活中有广泛的应用，对其研究具有重要意义。

回答下列问题：

（1）利用活性炭的___作用可去除水中的悬浮杂质。

（2）炭黑可以活化氧分子得到活化氧(O*)，活化氧可以快速将SO2氧化为SO3，其活化过程中的能量变化如图所示：

活化过程中有水时的活化能降低了___eV。在酸雨的形成过程中，炭黑起：___作用。

（3）已知：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H，经测定不同温度下该反应的浓度平衡常数如下：

①该反应的△H___0(填“>”或“<")；250℃时，某时刻测得反应体系中c(CO)=0.4mol·L-1、c(H2)=0.4mol·L-1、c(CH3OH)=0.8mol·L-1，则此时v正__v逆(填“>”、“=”或“<”)。.

②某温度下，在2L刚性容器中，充入0.8molCO和1.6molH2，压强为p，tmin后达到平衡，测得压强为P。则v(H2)=____mol·L-1·min-1，平衡时的Kp=____。

（4）科研人员设计了甲烷燃料电池电解饱和食盐水装置如图所示，电池的电解质是掺杂了Y2O3与ZrO2的固体，可在高温下传导O2-。

①该电池工作时负极反应方程式为____。

②用该电池电解100mL饱和食盐水，若在两极产生的气体体积分别为V1L、V2L(标准状况)，且V1>V2，则电解所得溶液的c(OH-)=____mol·L-1(忽略气体溶解和溶液体积变化)。

Answer 1

【答案】吸附 0.18 催化 < < CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O 或

【解析】

（1）活性炭具有吸附性，可以去除水中的悬浮杂质；

（2）根据能量图分析，整个反应的活化能为活化能较大者，则没有水加入的活化能为E=0.75eV，有水加入的反应活化能为E=0.57eV，所以水可使氧分子活化反应的活化能降低0.75eV-0.57eV=0.18 eV；在反应前后碳不变，故碳起催化作用；

（3）①根据表格信息可知，升高温度，反应的平衡常数减小，又升高温度，平衡向吸热方向移动，则逆反应方向是吸热反应，正反应为放热反应，△H<0；250℃时，某时刻测得反应体系中c(CO)=0.4mol·L-1、c(H2)=0.4mol·L-1、c(CH3OH)=0.8mol·L-1，反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的反应熵为，反应熵大于平衡常数，故反应应逆向移动，故v正<v逆；②在2L刚性容器中，充入0.8molCO和1.6molH2，压强为p，tmin后达到平衡，可列出三段式，测得平衡时压强为P，则有，a=0.2，故v(H2)= mol·L-1·min-1；；

（4）①甲烷燃料电池电解饱和食盐水，根据图示可判断，负极的电极反应式是CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O；

②用该电池电解饱和食盐水的方程式是，用该电池电解100mL饱和食盐水，若在两极产生的气体体积分别为V1L、V2L(标准状况)，且V1>V2，则电解所得溶液的c(OH-)= mol·L-1或 mol·L-1。