题目内容

I．“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科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），得到如下二组数据：
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
 
①实验1中以v （CO2）表示的反应速率为                （保留两位小数，下同）。
②该反应为      （填“吸”或“放”）热反应，实验2条件下平衡常数K=         。
(2)已知在常温常压下：
① 2CH3OH(l）＋ 3O2(g）＝ 2CO2(g）＋ 4H2O(g） ΔH ＝ －1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O2(g）＝ 2CO2(g）                  ΔH ＝ －566.0 kJ／mol
③ H2O(g）＝ H2O(l）                          ΔH ＝ －44.0 kJ／mol
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：                     。
II．(1)海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料。如LiFePO4电池某电极的工作原理如下图所示：

该电池的电解质为能传导Li+的固体材料。放电时该电极是电池的    极（填“正”或“负”），该电极反应式为         。
(2)用此电池电解含有0.1 mol/L CuSO4和0.1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL，假如电路中转移了0.02 mole－，且电解池的电极均为惰性电极，阳极产生的气体在标准状况下的体积是       L，将电解后的溶液加水稀释至1L，此时溶液的pH＝           。
Ⅰ．（1）①0.13mol/(L·min）(2分）  ②放(1分）   0.17(2分）
（2）CH3OH(l)+O2(g)＝CO(g)+2H2O(l）  ΔH ＝－442.8 kJ／mol (2分)
Ⅱ．（1）正(1分）       FePO4+e-+Li+＝LiFePO4 (2分）  （2）0.168(2分）   2(2分)

试题分析：Ⅰ．（1）①由表格数据和反应的化学方程式可知可知，氢气的物质的量与CO2的物质的量是相等的，则二氧化碳的浓度变化为1.6mol÷2L＝0.8mol/L，则v=0.8mol/L÷6min＝0.13mol/(L·min)；
②温度升高，氢气的含量减少，则升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应；
H2O（g）+CO（g）CO2（g）+H2（g）
初始浓度   0.5mol/L   1mol/L       0          0
转化浓度  0.2mol/L   0.2mol/l     0.2mol/l  0.2mol/l
平衡浓度 0.3mol/L  0.8mol/L     0.2mol/l  0.2mol/l
则K==0.17
(2)已知在常温常压下：① 2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋ 4H2O(g） ΔH ＝－1275.6 kJ／mol、
② 2CO (g)+ O2(g)＝2CO2(g） ΔH ＝－566.0 kJ／mol、③ H2O(g)＝H2O(l） ΔH＝－44.0 kJ／mol，则根据盖斯定律可知（①－②+③×4）÷2即得到甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式CH3OH(l)+O2(g)＝CO(g)+2H2O(l）  ΔH ＝－442.8 kJ／mol。
Ⅱ．（1）放电时铁元素的化合价由+3价降低到+2价，得到电子，因此是正极，电极反应式为FePO4+e-+Li+＝LiFePO4；
（2）硫酸铜和氯化钠的物质的量均是0.01mol，由于通过0.02mol电子，因此铜离子青海方，氯离子不足，即氯离子完全放电后溶液中的氢氧根离子又放电。所以电解过程可以看做是3个阶段，度÷第一阶段相当于是电解氯化铜，第二阶段是电解硫酸铜，所以阳极产生氯气是0.01mol÷2＝0.005mol，氧气是（0.02mol－0.01mol）÷4＝0.0025mol，则体积共计是（0.005mol+0.0025mol）×22.4L/mol＝0.168L。氧气是0.0025mol，则根据反应式2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑可知产生氢离子的物质的量是0.0025mol×4＝0.01mol，氢离子浓度是0.01mol÷1L＝0.01mol/L，则pH＝2。
练习册系列答案
相关题目
(8分)甲醇是一种优质燃料，可制作燃料电池。

（1）工业上可用下列两种反应制备甲醇：
①CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)  ΔH1    ②CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)  ΔH2   
已知：③2H2(g)+ O2(g) ＝ 2H2O(g)  ΔH3。则2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) 的反应热
ΔH＝______（用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示）。
（2）生产甲醇的原料CO和H2来源于：CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)  ΔH4。
一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则ΔH4______0，P1_________P2
（填“<”、“>”或“＝”）
某实验小组设计如图b所示的甲醇燃料电池装置，工作一段时间后，溶液的PH           (填增大、   减小、不变)。负极的电极反应式为_______             ____。

（4）黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。粗铜电解得到精铜的的电解池中，阳极材料是             ；阴极材料是        ；阳极泥为：                         
醋酸是中学常用的一种弱酸。
（1）取0.10mol CH3COOH作导电性实验，测得其导电率随加入的水量变化如图所示：

①开始时导电率为0说明：           。
② 比较a、b点的相关性质（填“＞”、“<”、“=”）：n(H+)：a      b；c(CH3COO-)：a     b；完全中和时消耗NaOH的物质的量：a     b；
③若b点时，溶液中c(CH3COOH)=0.10mol/L，c(H+)=1.3×10-3mol/L，则此时c(CH3COO-)约为        mol/L；计算b点时醋酸的电离平衡常数，写出计算过程                。
（2）已知：H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l)                 △H1="-57.3" kJ/mol
CH3COOH(aq)  H+(aq) +CH3COO-(aq)  △H2="+1.3" kJ/mol
写出稀醋酸与稀烧碱溶液反应的热化学方程式：                                                。
（3）室温下，取浓度均为0.10mol/L的醋酸与醋酸钠溶液等体积混合后，测得其pH<6，写出混合溶液中的物料守恒关系式                                 ；并列出其中的离子浓度大小顺序（由大到小）                                  。
已知：①H2(g)+O2(g)=H2O(g) kJ·mol-1，② C(s)+O2(g)="CO(g)"  kJ·mol-1。由此可知焦炭与水蒸气反应的热化学方程式为：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ,则为
A．+131.3 kJ·mol-1B．-131.3 kJ·mol-1
C．+352.3 kJ·mol-1D．-352.3 kJ·mol-1
在208 K、100 kPa时，已知：
2H2O(g)=O2(g)＋2H2(g)　　　　　　       ΔH1
Cl2(g)＋H2(g)=2HCl(g)                           ΔH2
2Cl2(g)＋2H2O(g)=4HCl(g)＋O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(　　)
A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2　　　　B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径I：  C(s)＋O2(g) = CO2(g)
途径II：先制水煤气： C(s) + H2O(g) =" CO(g)" + H2(g)
燃烧水煤气：2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)；
2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)
已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)；△H1=－393.5 kJ·mol-1  
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)；△H2=－241.8kJ·mol-1
③CO(g)+ 1/2O2 (g) =CO2(g)；△H3=－283.0kJ·mol-1
请回答下列问题：
（1）CO(g) + H2O(g) = H2(g) + CO2(g) 是       （填“放热反应”或“吸热反应”）
（2）根据盖斯定律，煤和气态水生成水煤气的反应热△H=                    。
（3）根据两种途径，下列说法错误的是（   ）              
A．途径II制水煤气时增加能耗，故途径II的做法不可取
B．与途径I相比，途径II可以减少对环境的污染
C．与途径I相比，途径II可以提高煤的燃烧效率
D．将煤转化为水煤气后，便于通过管道进行运输
到目前为止，由化学能转变为热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。
(1)化学反应中放出的热能(焓变，ΔH)与反应物和生成物在反应过程中断键和形成新键过程中吸收和放出能量的大小有关。
已知：H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH＝－185 kJ/mol，断裂1 mol H—H键吸收的能量为436 kJ，断裂1 mol Cl—Cl键吸收的能量为247 kJ，则形成1 mol H—Cl键放出的能量为       。
(2)燃料燃烧将其所含的化学能转变为我们所需要的热能。已知：
①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
②C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
③ 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
标准状态下22.4 L氢气和甲烷的混合气体在足量的氧气中充分燃烧反应放出588.05 kJ的热量，原混合气体中氢气的质量是       。根据以上三个热化学方程式，计算C(s，石墨)＋2H2(g)=CH4(g)的反应热ΔH为           。
捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：
反应Ⅰ：2NH3 (l)+ H2O (l)+ CO2 (g)(NH4)2CO3 (aq)           △H1
反应Ⅱ：NH3 (l)+ H2O (l)+ CO2 (g)NH4HCO3 (aq)             △H2
反应Ⅲ：(NH4)2CO3 (aq) + H2O (l)+ CO2 (g)2NH4HCO3 (aq)    △H3
请回答下列问题：
（1）△H1与△H2、△H3之间的关系是：△H3=                  。
（2）为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2气体效率的影响，在温度为T1、T2、T3、T4、T5的条件下，将等体积等浓度的(NH4)2CO3溶液分别置于等体积的密闭容器中，并充入等量的CO2气体，经过相同时间测得容器中CO2气体的浓度，得趋势图（下图1）。则：
①△H3______0  (填“＞”、“=”或“＜”)。
②温度高于T3，不利于CO2的捕获，原因是                                      。
③反应Ⅲ在温度为K1时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如下图2所示。当时间到达t1时，将该反应体系温度迅速上升到K2，并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化趋势曲线。

pH

 


（3）利用反应Ⅲ捕获CO2，在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下，提高CO2吸收量的措施有（写出1个）                           。
（4）下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是        。
A．NH4Cl       B．Na2CO3       C．HOCH2CH2OH      D．HOCH2CH2NH2
已知①2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH="-221.0" kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH="-483.6" kJ·mol-1
则反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的ΔH为(　　)
A．+131.3 kJ·mol-1B．-131.3 kJ·mol-1C．-352.3 kJ·mol-1D．+262.6 kJ·mol-1

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