Question

【题目】碳及其化合物有广泛应用。

（1）工业冶炼铝，以石墨为阳极。阳极反应式为________，可能发生副反应有_______。

（2）一氧化碳和空气在酸性介质中构成燃料电池，负极反应式为___________。

（3）向75 mL 4 molL-1KOH溶液中缓慢通入4480 mL CO2气体（标准状况）恰好完全被吸收。

①写出该反应的离子方程式：___________________________。

②该吸收溶液中离子浓度大小排序为_________________________。

③常温下，a molL-1KHCO3溶液的pH=8，HCO3的水解常数约等于__________。（用含a式表示）。

（4）已知：① 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1= —571.6kJmol-1

② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2 = —566.0kJmol-1

③ CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3 = —90.8kJmol-1

计算甲醇蒸气的燃烧热△H＝_______________。

（5）某温度下，发生可逆反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H＝-41.0kJ/mol，向某容器中充入1.0 molH2和1.0 mol(g)，在一定条件下发生上述反应。混合气体中CO的物质的量与时间关系如下列所示：

	0	5 min	10 min	15 min	20 min	25 min
I(800℃)	1.0	0.80	0.70	0.65	0.50	0.50
II(800℃)	1.0	0.7	0.60	0.50	0.50	0.50

相对实验I，实验II可能改变的条件可能是________，该温度下，平衡常数=_______。

Answer 1

【答案】2O2－4e＝O2↑ C＋O2CO2（或2C＋O22CO） CO - 2e＋H2O＝CO2＋2H 2CO2＋3OH＝CO32＋HCO3＋H2O c(K)＞c(HCO3)＞c(CO32)＞c(OH)＞c(H) －763.8 kJmol-1 增大压强（或缩小体积）、加催化剂 1

【解析】

（1）电解氧化铝得到铝和氧气，阳极上氧离子失去电子发生氧化反应，电极反应式：2O2--4e-=O2↑；生成的氧气在高温下氧化石墨电极，发生的反应有C＋O2CO2（或2C＋O22CO）

故答案为：2O2--4e-=O2↑；C＋O2CO2（或2C＋O22CO）

（2）在酸性介质中CO氧化生成CO2，负极反应式为CO-2e-+H2O=CO2+2H+，

故答案为：CO-2e-+H2O=CO2+2H+；

（3）n（KOH）=0.075L×4molL-1=0.3mol，n（CO2）==0.2mol，因为二者恰好反应，则反应的离子方程式为2CO2+3OH-=CO32-+HCO3-+H2O，

故答案为：2CO2+3OH-=CO32-+HCO3-+H2O；

②因为碳酸根水解程度大于碳酸氢根，并且水解后都成碱性，所以离子浓度大小排序为c（K+）>c（HCO3-）>c（CO32-）>c（OH-）>c（H+），

故答案为：c（K+）>c（HCO3-）>c（CO32-）>c（OH-）>c（H+）；

③因为amolL-1KHCO3溶液的pH=8，所以c（OH-）=10-6mol/L，HCO3-+H2OH2CO3+OH-，c（OH-）=c（H2CO3）=10-6mol/L，水解程度小，消耗HCO3-可忽省不计，所以K==；

故答案为：；/span>

（4）①2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H1=-571.6kJmol-1

②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566.0kJmol-1

③CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H3=-90.8kJmol-1

根据盖斯定律知，①+②×-③得：CH3OH（g）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-571.6kJmol-1-566.0kJmol-1×+90.8kJmol-1=-763.8kJmol-1，

故答案为：-763.8kJmol-1；

（5）从数据看，I和II达到相同状态，说明平衡没有移动，若该可逆反应是等气体分子数反应，且反应物和产物都是气态，增大压强，平衡不移动，能缩短达到平衡的时间；加入催化剂也能加快反应速率，缩短达到平衡时间；等气体分子数反应，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，达到平衡时，各物质的物质的量都等于0.5mol，所以K==1，

故答案为：增大压强（或缩小体积）、加催化剂；1；