题目内容
Ⅰ．CO和H2作为重要的燃料和化工原料，有着十分广泛的应用．
（1）已知：C（s）+O2（g）═CO2（g）△H1═-393.5kJ?mol-1
C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H2═+131.3kJ?mol-1
则反应CO（g）+H2（g）+O2（g）═H2O（g）+CO2（g）△H═ kJ?mol-1．
（2）利用反应CO（g）+H2（g）+O2（g）═CO2（g）+H2O（g）设计而成的MCFS燃料电池是用水煤气（CO和H2物质的量之比为1：1）作负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质的一种新型电池．现以该燃料电池为电源，以石墨作电极电解饱和NaCl溶液，反应装置以及现象如上图所示．则有：
①燃料电池即电源的N极的电极反应式为 ；
②已知饱和食盐水的体积为1L，一段时间后，测得左侧试管中气体体积为11.2mL（标准状况），若电解前后溶液的体积变化忽略不计，而且电解后将溶液混合均匀，则此时溶液的pH为 ．
（3）在不同的温度下，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，进行如下反应：CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g），得到如下数据：
①实验1中以v（CO2）表示的平均反应速率为 （取2位小数）．
②下列措施可能使上述反应中CO的转化率增大的是 （填序号）；
A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．再加入一定量H2O（g） E．使用催化剂．
（1）已知：C（s）+O2（g）═CO2（g）△H1═-393.5kJ?mol-1
C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H2═+131.3kJ?mol-1
则反应CO（g）+H2（g）+O2（g）═H2O（g）+CO2（g）△H═
（2）利用反应CO（g）+H2（g）+O2（g）═CO2（g）+H2O（g）设计而成的MCFS燃料电池是用水煤气（CO和H2物质的量之比为1：1）作负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质的一种新型电池．现以该燃料电池为电源，以石墨作电极电解饱和NaCl溶液，反应装置以及现象如上图所示．则有：
①燃料电池即电源的N极的电极反应式为
②已知饱和食盐水的体积为1L，一段时间后，测得左侧试管中气体体积为11.2mL（标准状况），若电解前后溶液的体积变化忽略不计，而且电解后将溶液混合均匀，则此时溶液的pH为
（3）在不同的温度下，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，进行如下反应：CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g），得到如下数据：
| 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 |
②下列措施可能使上述反应中CO的转化率增大的是
A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．再加入一定量H2O（g） E．使用催化剂．
考点：化学电源新型电池,热化学方程式,反应速率的定量表示方法,化学平衡的影响因素
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）根据盖斯定律构造出目标反应热化学反应方程式，据此计算反应热；注意化学计量数乘以不同的系数，进行加减，焓变也要乘以相同的系数，做相应加减；
（2）①由图可知：电解饱和食盐水，阴极生成氢气，阳极生成氯气，氯气易溶于水，体积较小，则右端为阳极，所以N为原电池的正极，正极上氧气得电子；
②电解饱和食盐水时，阳极上是氯离子失电子，电极反应为：2Cl--2e-═Cl2↑，阴极上是氢离子得电子，2H++2e-═H2↑，根据氢氧化钠与氢气的关系式计算出溶液中的氢氧根离子、氢离子的浓度，然后计算出溶液的pH；
（3）①由表中数据可知，CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol，根据v=
计算v（CO），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（CO2）；
②提高CO的平衡转化率，平衡正向进行，结合平衡移动原理分析判断．
（2）①由图可知：电解饱和食盐水，阴极生成氢气，阳极生成氯气，氯气易溶于水，体积较小，则右端为阳极，所以N为原电池的正极，正极上氧气得电子；
②电解饱和食盐水时，阳极上是氯离子失电子，电极反应为：2Cl--2e-═Cl2↑，阴极上是氢离子得电子，2H++2e-═H2↑，根据氢氧化钠与氢气的关系式计算出溶液中的氢氧根离子、氢离子的浓度，然后计算出溶液的pH；
（3）①由表中数据可知，CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol，根据v=
| ||
| △t |
②提高CO的平衡转化率，平衡正向进行，结合平衡移动原理分析判断．
解答：
解：Ⅰ．（1）已知：①C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ/mol，
②C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H2=+131.3kJ/mol，
根据盖斯定律，①-②得CO（g）+H2（g）+O2（g）=H2O（g）+CO2（g），△H=-393.5-131.3=-524.8kJ/mol，
故答案为：-524.8；
（2）①由图可知：电解饱和食盐水，阴极生成氢气，阳极生成氯气，氯气易溶于水，体积较小，则右端为阳极，所以N为原电池的正极，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子而发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2CO2=2CO32-，
故答案为：O2+4e-+2CO2=2CO32-；
②电极饱和食盐水，阴极发生了反应：2H++2e-═H2↑，由2NaOH～H2↑，阴极得到11.2mL标准状况下的气体，则n（OH-）=
×2=0.001mol，
溶液中c（OH-）=
=0.001mol/L，c（H+）=
mol/L=1×10-11mol/L，
所以pH=11，
故答案为：11；
（3）①、由表中数据可知，CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol，v（CO）=
=
mol/（L?min），速率之比等于化学计量数之比，
故v（CO2）=v（CO）=
mol/（L?min）=0.13mol/（L?min），
故答案为：0.13mol/（L?min）；
②CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2 （g），反应是气体体积不变的放热反应；
A．反应是放热反应，升高温度平衡逆向进行，一氧化碳转化率减小，故A不符合；
B．反应是放热反应，降低温度，平衡向正方向移动，一氧化碳转化率增大，故B符合；
C．反应前后气体体积不变，增大压强平衡不动，一氧化碳转化率不变，故C不符合；
D．再加入一定量H2O（g），平衡正向进行，一氧化碳转化率增大，故D符合；
E．使用催化剂平衡不移动，所以一氧化碳转化率不变，故E不符合；
故答案为：BD．
②C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H2=+131.3kJ/mol，
根据盖斯定律，①-②得CO（g）+H2（g）+O2（g）=H2O（g）+CO2（g），△H=-393.5-131.3=-524.8kJ/mol，
故答案为：-524.8；
（2）①由图可知：电解饱和食盐水，阴极生成氢气，阳极生成氯气，氯气易溶于水，体积较小，则右端为阳极，所以N为原电池的正极，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子而发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2CO2=2CO32-，
故答案为：O2+4e-+2CO2=2CO32-；
②电极饱和食盐水，阴极发生了反应：2H++2e-═H2↑，由2NaOH～H2↑，阴极得到11.2mL标准状况下的气体，则n（OH-）=
| 0.0112L |
| 22.4L/mol |
溶液中c（OH-）=
| 0.001mol |
| 1L |
| 1×10-14 |
| 0.001 |
所以pH=11，
故答案为：11；
（3）①、由表中数据可知，CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol，v（CO）=
| ||
| 6min |
| 2 |
| 15 |
故v（CO2）=v（CO）=
| 2 |
| 15 |
故答案为：0.13mol/（L?min）；
②CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2 （g），反应是气体体积不变的放热反应；
A．反应是放热反应，升高温度平衡逆向进行，一氧化碳转化率减小，故A不符合；
B．反应是放热反应，降低温度，平衡向正方向移动，一氧化碳转化率增大，故B符合；
C．反应前后气体体积不变，增大压强平衡不动，一氧化碳转化率不变，故C不符合；
D．再加入一定量H2O（g），平衡正向进行，一氧化碳转化率增大，故D符合；
E．使用催化剂平衡不移动，所以一氧化碳转化率不变，故E不符合；
故答案为：BD．
点评：本题考查了盖斯定律的应用、原电池原理和电解池原理的应用、反应速率的计算和影响平衡的因素等，题目综合性强，难道较大，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力．
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下列反应中，水既不是氧化剂，也不是还原剂，但反应是氧化还原反应的是（ ）
| A、2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑ | ||||
B、C+H2O
| ||||
| C、CO2+NH3+H2O═NH4HCO3 | ||||
| D、2F2+2H2O═4HF+O2 |
在下列物质的转化关系中，A是一种固体单质，且常作半导体材料，E是一种白色沉淀，F是最轻的气体单质．据此填写：
③白磷 ④18O ⑤
⑥红磷 ⑦16O ⑧氯气．
甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题：