题目内容

碳及其化合物有广泛的用途.
(1)在电化学中,常用碳作电极,在碱性锌锰干电池中,碳棒作
 
极.
(2)将水蒸气通过红热的碳可产生水煤气,已知:
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ?mol-1
2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221.0kJ?mol-1
则制取水煤气反应C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)的△H=
 
.
(3)工业上把水煤气中的混合气体处理后,获得较纯的H2用于合成氨:N2(g)+3H2(g)
一定条件下
2NH3(g)△H=-92.4kJ?mol-1.如图1是在两种不同实验条件下模拟化工生产进行实验所测得N2浓度随时间变化示意图.
①实验1中O~t1时间段的反应速率v(NH3)=
 
mol?L-1?min-1(用代数式表示).
②与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为
 
.
③若其它条件相同,在比实验1更高的温度下进行实验Ⅲ,请在图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图.
(4)Na2CO3可在降低温室气体排放中用作CO2捕获剂,1L 0.2mol?L-1 NaCO3溶液吸收标准状况下2.24L CO2后,溶液中各离子浓度由大到小的顺序为
 
.
考点:物质的量或浓度随时间的变化曲线,热化学方程式,离子浓度大小的比较
专题:基本概念与基本理论
分析:(1)依据原电池原理分析判断,锌锰碱性干电池中锌做负极,碳做正极;
(2)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式;
(3)①依据化学反应速率概念计算氮气反应速率,结合反应速率V=
△c
△t
计算反应速率之比等于化学方程式计量数之比计算氨气反应速率;
②反应Ⅱ速率增大,Ⅰ、Ⅱ达到相同平衡状态;
③正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,氨气的浓度减小;
(4)n(Na2CO3)=0.2mol,n(CO2)=0.1mol,二者发生反应CO2+H2O+Na2CO3=NaHCO3,反应后为Na2CO3和NaHCO3的混合溶液.
解答: 解:(1)锌锰碱性干电池中锌做负极,碳做正极,故答案为:正;
(2)①2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ?mol-1
②2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221.0kJ?mol-1
依据盖斯定律计算,(①-②)×
1
2
得到制取水煤气反应:C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=-131.3KJ/mol;
故答案为:-131.3KJ/mol;
(3)①实验1中O~t1时间段的反应速率v(NH3)=2V(N2)=2×
c0-c1
t1
mol?L-1?min-1,
故答案为:2×
c0-c1
t1
;
②与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ达到平衡时间少,说明反应速率增大,但平衡不移动,应加入催化剂,而压强、温度都可使平衡移动,
故答案为:使用催化剂;
③正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,氨气的转化率减小,则平衡浓度减小,图象为,
故答案为:;
(4)n(Na2CO3)=0.2mol,n(CO2)=0.1mol,二者发生反应CO2+H2O+Na2CO3=NaHCO3,反应后为Na2CO3和NaHCO3的混合溶液,二者物质的量相等,且CO32-水解程度大于HCO3-,则离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),
故答案为:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+).
点评:本题考查较为综合,涉及原电池、电解质以及化学平衡问题,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,为高频考点,注意把握平衡移动的影响因素,难度中等.
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