Question

(17分)I．工业上有一种用CO₂来生产甲醇燃料的方法：

 

将6 mol CO₂和8 mol H₂充入2 L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化如下图所示(实线)。图中数据a(1，6)表示：在1 min时H₂的物质的量是6 mol。

（1）a点正反应速率             (填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。其化学平衡常数K=            

(2)下列时间段平均反应速率最大的是                      ，

A．O～1 min    B．1～3 min    C．3～8 min    D．8～11 min

(3)仅改变某一实验条件再进行两次实验测得H₂的物质的量随时间变化如图中虚线所示。曲线I对应的实验条件改变是                ，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是                  ，体积不变再充入3molCO₂和4 mol H₂,H₂O(g)的体积分数                  （填“增大”“不变”或“减小”）

Ⅱ．某实验小组欲探究 反应速率与温度的关系,现有1mol／L的KI溶液、0．1mol／L的H₂S0₄溶液、淀粉溶液，则实验时这几种试剂的加入顺序为：KI溶液、                   、                  ；

反应的方程式为                             

Ⅲ. 粗镍样品中含Fe、Zn、Ag、Cu等四种金属杂质，为获得高纯度的镍，某兴趣小组同学拟用铅蓄电池为电源，粗镍及石墨为电极，电解硝酸镍溶液对粗镍进行提纯。

(1)电解结束后，在阳极附近的沉淀物中，主要的金属单质为               (填化学式)。

(2) 若按上图所示连接对铅蓄电池进行充电。充电一段时间后。则在A电极上生成               (填化学式)。B电极上的电极反应式为              ；充电完毕。铅蓄电池的正极是             极(填“A”或“B”)。

(3)如用甲烷燃料电池为电源，在25℃、101 kPa时，若CH₄在氧气中直接燃烧生成1 mol水蒸气放热401 kJ，而l g水蒸气转化成液态水放热2．445 kJ，则CH₄的燃烧热为                    (取整数)kJ·mol^-。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ(1)大于  1/2 (2)  A   (3) 升高温度    增大压强    增大  Ⅱ淀粉溶液，H₂S0₄溶液    4H＋4I^－＋O₂=2I₂＋2H₂O

Ⅲ (1)Ag、Cu  (2)Pb    PbSO₄－2e^－＋2H₂O=PbO₂＋SO₄^2－＋4H^＋     B      (3) 890

【解析】Ⅰ（1）a点氢气的物质的量还是在减小的，所以反应是在向正反应方向进行，因此正反应速率大于逆反应速率。平衡时氢气是2mol，则消耗氢气是6mol，所以同时消耗CO₂是2mol，生成甲醇和水蒸气是2mol。所以平衡常数等于。

（2）反应速率越大，反映在曲线上斜率就越大，所以反应速率最大的是O～1 min，即A是正确的。

（3）根据图像可知曲线I对应的反应速率快，平衡时氢气的物质的量大，说明平衡是向逆反应方向移动的，因此改变的条件是升高温度。曲线Ⅱ的反应速率也快，但平衡时氢气的物质的量小，说明向正反应方向移动，因此是增大压强。体积不变再充入3molCO₂和4 mol H₂,相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，所以水蒸气的含量增大。

Ⅱ．由于碘离子易被氧化，碘遇淀粉显蓝色，所以加入的顺序是淀粉溶液、H₂S0₄溶液。方程式为4H＋4I^－＋O₂=2I₂＋2H₂O。

Ⅲ.（1）银和铜的金属性弱于镍的，所以阳极中的主要单质是铜和银。

（2）A和电源的负极相连，是阴极，电极产物是铅。B和电源的正极相连，是阳极，电极反应式为PbSO₄－2e^－＋2H₂O=PbO₂＋SO₄^2－＋4H^＋。B极产生二氧化铅，所以B是正极。

（3）l g水蒸气转化成液态水放热2．445 kJ，所以1mol水蒸气转化成液态水放热是2.445kJ×18＝44.01kJ。生成1mol水蒸气放出的热量是401kJ，所以生成1mol液态水放出的热量是401kJ＋44.01kJ＝445.01kJ，所以甲烷的燃烧热是445.01kJ×2mol＝890kJ/mol。