Question

碳及其化合物有广泛应用。

（1）工业冶炼铝，以石墨为阳极。阳极反应式为 ，可能发生副反应有 。

（2）一氧化碳和空气在酸性介质中构成燃料电池，负极反应式为 。

（3）向75 mL 4 mol?L-1KOH溶液中缓慢通入4480 mL CO2气体（标准状况）恰好完全被吸收。①写出该反应的离子方程式： 。（只用一个离子方程式表示）

②该吸收溶液中离子浓度大小排序为 。

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

② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2 = —566.0kJ?mol-1

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

计算甲醇蒸气的燃烧热＝ 。

（5）某温度下，发生可逆反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

①向某容器中充入1.0 molH2和1.0 molCO2(g)，在一定条件下发生上述反应。混合气体中CO的物质的量与时间关系如下列所示：

	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

相对实验I，实验II可能改变的条件可能是 ，该温度下，平衡常数= 。

②若开始向绝热容器中投入一定量二氧化碳、氢气在一定条件下发生上述可逆反应。

下列图像正确且说明可逆反应达到平衡状态的是 。（填序号）

 

 

Answer 1

（11分）

（1）2O2-?－4e?＝O2↑（1分） C＋O2CO2（或2C＋O22CO）（1分）

（2）CO-2e-＋H2O＝CO2＋2H+（1分）

（3）① 2CO2＋3OH-?＝CO32-?＋HCO3?-＋H2O（2分）

②c(K+?)＞c(HCO3?-)＞c(CO32-?)＞c(OH-?)＞c(H+?)（2分）

（4）－763.8 kJ?mol-1（1分）

（5）①增大压强（或缩小体积）、加催化剂（1分） 1（1分） ② A（1分）

【解析】

试题分析：（1）以石墨为阳极，电解氧化铝冶炼铝，所以阳极是O2-发生氧化反应，反应式为2O2-?－4e?＝O2↑；因为用石墨作阳极，所以可能发生的副反应是C与生成的氧气发生反应生成二氧化碳或一氧化碳，C＋O2CO2（或2C＋O22CO）；

（2）一氧化碳和空气在酸性介质中构成燃料电池，则CO在该反应中作还原剂，发生氧化反应，结合电解质溶液，所以负极的电极反应式为CO-2e-＋H2O＝CO2＋2H+；

（3）①4480mL的二氧化碳气体的物质的量是0.2mol，75 mL 4 mol?L-1KOH溶液中KOH的物质的量是0.3mol，所以该反应中有0.1mol碳酸钾和0.1mo碳酸氢钾，故离子方程式为2CO2＋3OH-?＝CO32-?＋HCO3?-＋H2O；

②该吸收溶液为等浓度的碳酸钾和碳酸氢钾的混合液，溶液呈碱性，其中碳酸根离子的水解程度大于碳酸氢根离子的水解程度，所以混合液中离子浓度大小排序为c(K+?)＞c(HCO3?-)＞c(CO32-?)＞c(OH-?)＞c(H+?)；

（4）根据盖斯定律可得甲醇蒸气的燃烧热＝①+②/2-③=△H1+△H2 /2-△H3 =－763.8 kJ?mol-1；

（5）①该反应是反应前后气体的物质的量不变的可逆反应，根据表中数据可知，实验II与实验I达到的平衡状态相同，但缩短了反应时间，说明反应速率加快，所以可能改变的条件是使用了催化剂、或者增大压强（缩小容器的体积）；该温度下，平衡时各气体的物质的量浓度均相同，所以平衡常数为1；

②A、在绝热的容器中，加入一定量二氧化碳、氢气，反应逆向进行，逆向为放热反应，因为该容器绝热，使体系温度升高，则反应又正向进行，而正向是吸热反应，所以开始的温度最高后逐渐降低，达平衡时不再下降，正确；B、反应逆向进行，氢气的浓度逐渐减小直至不变，错误；C、对于该反应而言，反应放热，所以△H逐渐增大，达平衡时不再增大，错误；D、对于该反应而言，混合气体的相对分子质量始终不变，不能作为平衡状态的标志，错误，答案选A。

考点：考查电解质溶液、电化学反应原理、热化学的知识的应用