Question

【题目】“低碳循环”已引起各国家的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量和有效地开发利用CO2正成为化学家研究的主要课题．
（1）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：

实验组	温度℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
		CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①实验2条件下平衡常数K= ．
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则 的值（填具体值或取值范围）．
③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1mol，则此时V正 V逆（填“＜”，“＞”，“=”）．
（2）已知在常温常压下：写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式： ．
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=﹣1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=﹣566.0kJ/mol
③H2O（g）=H2O（l）△H=﹣44.0kJ/mol
（3）已知草酸是一种二元弱酸，草酸氢钠（NaHC2O4）溶液显酸性．常温下，向10mL 0.01molL﹣1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01molL﹣1 NaOH溶液时，比较溶液中各种离子浓度的大小关系；
（4）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10﹣9 ． CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10﹣4mol/L，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 mol/L．
（5）以二甲醚（CH3OCH3）、空气、H2SO4为原料，铂为电极可构成燃料电池，其工作原理与甲烷燃料电池的原理相似．请写出该电池负极上的电极反应式： ．

Answer 1

【答案】
（1）
或0.17；＜1（填0＜a/b＜1亦可）；＜
（2）CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=﹣442.8 kJ∕mol
（3）c（Na+）＞c（HC2O4﹣）＞c（H+）＞c（C2O42﹣）＞c（OH﹣）
（4）5.6×10﹣5
（5）CH3OCH3﹣12e﹣+3H2O=3CO2+12H+
【解析】解：（1）①平衡时c（CO）= =0.8mol/L，c（H2）= =0.2mol/L，c（H2O）= =0.6mol/L，c（CO2）=c（H2）= =0.2mol/L，化学平衡常数K= = = 或0.17，故答案为： 或0.17；②根据方程式知，参加反应的CO的物质的量等于生成氢气的物质的量，所以a﹣d=c，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则 ， =1，其转化率大于0，所以0＜ =1，故答案为：＜1 （填0＜a/b＜1亦可）；③c（CO）=c（H2）=c（H2O）=c（CO2）= =0.5mol/L，浓度商= =1＞K，说明平衡向逆反应方向移动，则V正＜V逆 ， 故答案为：＜；（2）①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=﹣1275.6kJ/mol②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=﹣566.0kJ/mol③H2O（g）=H2O（l）△H=﹣44.0kJ/mol将方程式 +2③得CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H= +2×（﹣44.0kJ/mol）=﹣442.8 kJ∕mol,故答案为：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=﹣442.8 kJ∕mol； （3）二者恰好反应生成草酸氢钠，草酸氢钠溶液呈酸性c（H+）＞c（OH﹣），则草酸氢根离子电离和水电离都生成氢离子，草酸氢根离子水解和电离程度较小，所以离子浓度大小顺序是c（Na+）＞c（HC2O4﹣）＞c（H+）＞c（C2O42﹣）＞c（OH﹣），故答案为：c（Na+）＞c（HC2O4﹣）＞c（H+）＞c（C2O42﹣）＞c（OH﹣）；（4）混合溶液中c（Na2CO3）=1×10﹣4mol/L，根据溶度积常数得混合溶液中c（CaCl2）= =2.8×10﹣5mol/L，二者等体积混合时溶质浓度降为原来的一半，所以原来氯化钙浓度为5.6×10﹣5mol/L，故答案为：5.6×10﹣5；（5）该燃料电池中，负极上二甲醚失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OCH3﹣12e﹣+3H2O=3CO2+12H+ ， 故答案为：CH3OCH3﹣12e﹣+3H2O=3CO2+12H+ ．
（1）①化学平衡常数K= ；②若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则 ； ③根据浓度商与化学平衡常数相对大小判断反应方向，从而确定正逆反应速率相对大小；（2）根据盖斯定律书写；（3）草酸氢钠（NaHC2O4）溶液显酸性，说明草酸氢根离子电离程度大于水解程度，但水解和电离程度都较小；（4）c（CaCl2）= ；（5）该燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应．