Question

【题目】草酸()广泛存在于食品中，人们对其及相关产品进行了深入研究。

(1) (s)═ O(g)+CO(g)+C(g)△H=+340kJmo 在密闭容器中反应，保持温度不变，下列有关选项正确的是_____(填序号)

A 恒容时，容器的压强不再变化，说明该反应已达到化学平衡状态

B 恒压时，容器的体积不再变化，说明该反应已达到化学平衡状态

C 气体摩尔体积不再发生变化，说明该反应已达到化学平衡状态

D 气体平均摩尔质量不再发生变化，说明该反应已达到化学平衡状态

E 气体总质量不再发生变化，说明该反应已达到化学平衡状态

(2)草酸分解所需燃料可以是CO，通过甲烷制备CO：C(g)+C(g)→2CO(g)+2(g)△H＞O．常温下，在2L的密闭容器中通入4molC气体和6molC气体发生反应，5min后达到平衡，测得CO气体的浓度为0.1mol。

①平衡时，该反应的平均反应速率v(C)=_____molmi。

②在不改变反应混合物用量的前提下，为了提高C气体的转化率，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)，回答下列问题。

①当V=10mL时，溶液中H、、、的浓度从大到小的顺序为_____。

② 当V=a mL时，溶液中离子浓度有如下关系：c()=2c()+c(H)；当V=b mL时，溶液中离子浓度有如下关系：c()=c()+c(H)+c()；则a_____b(填“＜”，“=”或“＞”)。

(4)电解饱和草酸溶液可以制得高档香料乙醛酸()，装置如图所示，写出复合膜电极的电极反应式_____。

Answer 1

【答案】ABE 0.01 升高温度或增大容器的体积(减小压强) c(HC2O4-)＞c(H+)＞c(C2O42-)＞c(H2C2O4) ＞ H2C2O4 + 2H+ + 2e- ═ H2C2O3+H2O

【解析】

(1)反应H2C2O4 (s)═ H2O(g)+CO(g)+CO2(g) △H=+340kJmol-1的平衡，密闭容器中，保持温度不变，

A.反应H2C2O4 (s)═ H2O(g)+CO(g)+CO2(g)是一个气体体积增大的反应，恒容时，容器的压强不再变化，说明该反应已达到化学平衡状态，故A正确；

B．反应H2C2O4 (s)═ H2O(g)+CO(g)+CO2(g)是一个气体体积增大的反应，恒压时，容器的体积不再变化，说明该反应已达到化学平衡状态，故B正确；

C．一定条件下气体摩尔体积是不变的，当气体摩尔体积不再发生变化，不能说明该反应已达到化学平衡状态，故C错误；

D．生成物气体是按照固定比例生成的，气体平均摩尔质量不发生变化，所以气体平均摩尔质量不再发生变化，不能说明该反应已达到化学平衡状态，故D错误；

E．气体总质量不再发生变化，可知气体的物质的量不变，说明该反应已达到化学平衡状态，故E正确；

故答案为：ABE；

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

起始量(mol) 4 6 0 0

变化量(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平衡时，该反应的平均反应速率v(CO2)===0.01 molL-1min-1，

故答案为：0.01；

②反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H＞0，正反应为吸热反应，且是一个气体体积增大的反应，故升高温度或增大容器的体积(减小压强)平衡右移，CH4气体的转化率升高，

故答案为：升高温度或增大容器的体积(减小压强)；

(3) ①向10mL 0.01molL-1的H2C2O4溶液滴加0.01molL-1KOH溶液，当V=10mL时，草酸与氢氧化钾恰好反应生成草酸氢钾，由于草酸氢钾溶液显示酸性，则H2C2O4的电离程度大于其水解程度，所以c(C2O42-)＞c(H2C2O4)，由于氢离子来自水的电离和HC2O4-的电离，则c(H+)＞c(C2O42-)，HC2O4-的电离和水解程度都较小，则c(HC2O4-)＞c(C2O42-)，所以溶液中各离子浓度大小为c(HC2O4-)＞c(H+)＞c(C2O42-)＞c(H2C2O4) ，

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

②c(K+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)，根据电荷守恒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，草酸氢钾溶液呈酸性，要使溶液呈中性，则氢氧化钾应该稍微过量，所以V(KOH)=a＞10mL；溶液中离子浓度有如下关系：c(K+)=c(C2O42-)+c(HC2O4-)+ c(H2C2O4)，根据溶液中物料守恒分析，溶质为KHC2O4，说明V(KOH)=b=10mL，则a＞b，

故答案为：＞；

(4)惰性电极电解饱和草酸溶液，草酸在阴极放电，C由+3价降到+1价，得到2个电子，电极反应式为H2C2O4 + 2H+ + 2e- = H2C2O3+H2O，

故答案为：H2C2O4 + 2H+ + 2e- ═ H2C2O3+H2O。