Question

【题目】(1)关于反应H2(g)＋O2(g)===H2O(l)，下列说法正确的是________(填字母)。

A.焓变ΔH<0，熵变ΔS<0

B.可以把反应设计成原电池，实现能量的转化

C.该反应在常温下不易被观察，因为具有较高的活化能，反应速率小

D.选用合适的催化剂，有可能使反应在常温常压下以较快的速率进行

(2)电渗析法淡化海水装置示意图如图所示，在电场中利用膜技术可以实现淡化海水和浓缩海水的分离。

①图中膜a应选用________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。

②各间隔室的排出液中，A为________(填“淡化海水”或“浓缩海水”)。

③电渗析法还可用来处理电镀废液，写出用该方法处理含AgNO3废液时所发生反应的化学反应方程式：______。

(3)水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。当温度、压强分别超过临界温度(374.2 ℃)、临界压强(22.1 MPa)时的水称为超临界水。

①如果超临界水的电离度变为常温下的100倍，则此时Kw的值为____。

②超临界水能够与氧气等氧化剂以任意比例互溶，由此发展了超临界水氧化技术。一定实验条件下，测得乙醇的超临界水氧化结果如图，其中x为以碳元素计的物质的量分数，如xCO＝，t为反应时间。 CO的分布分数先增后降的原因是___。

③不同温度下乙醇的超临界水氧化过程中CO的分布分数随时间变化如图所示，随着温度升高，CO分布分数峰值出现的时间提前且峰值更高的原因是________。

Answer 1

【答案】ABCD 阴离子 淡化海水 4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3 10-10 在超临界水氧化过程中，乙醇先氧化为CO，CO再氧化为CO2(CO为反应中间产物，CO2为反应最终产物) 乙醇的氧化速率比一氧化碳氧化速率的增长幅度更大

【解析】

电解海水时，氯离子在阳极区失去电子生成氯气，氯离子向阳极区移动，钠离子向阴极区移动；电解的方程式书写考虑放电顺序，银离子比氢离子先放电，生成银单质；温度升高促进水的电离，水的电离常数增大。

(1)A. 氢气在氧气中燃烧生成液态水的反应是一个放热且熵减的反应，A正确；

B. 该反应是一个自发的氧化还原反应，可以将该反应设计成原电池，将化学能转化为电能，B正确；

C. 该反应无沉淀气体生成，在常温下不易被观察，但因为具有较高的活化能，反应速率小，C正确；

D. 选用合适的催化剂，有可能使氢气和氧气在常温常压下以较快的速率进行，D正确；

所以正确的是ABCD；

(2) ①图中氯离子在左边区域失去电子生成氯气，氯离子要透过膜a，所以膜a应选用阴离子交换膜；

②A区域钠离子和氯离子都减少，所以排出液中为淡化海水；

③电渗析法处理AgNO3废液时，银离子得电子生成银单质，水中氧元素失去电子生成氧气，所以反应的化学方程式为：4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3；

(3)①常温下Kw =10-14，水电离产生的c(H+)=10-7mol/L，电离度变为常温下的100倍，则此时c(H+)=10-5mol/L，Kw =10-10；

②如图可知，乙醇的超临界水氧化过程中，CO的含量先增大再减小，CO2的含量一直增大，乙醇的含量一直减小，可见CO为反应中间产物，CO2为反应最终产物，所以CO的分布分数先增后降的原因是在超临界水氧化过程中，乙醇先氧化为CO，CO再氧化为CO2(CO为反应中间产物，CO2为反应最终产物)；

③温度升高时，反应速率加快，如图可知，单位时间内乙醇氧化生成CO的速率比CO氧化生成CO2的速率快，xCO峰值出现的时间才会提前，且峰值更高，所以原因是乙醇的氧化速率比一氧化碳氧化速率的增长幅度更大。