题目内容

2．空气中CO2含量偏高会产生温室效应，也会对人体健康造成影响；CO2的用途广泛，合理使用则可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环．
（1）一定条件下CO2可制得Na2CO3、NaHCO3等．
①等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液，碱性前者＞后者（填“＞”“＜”或“=”）．
②有下列五种物质的量浓度均为0.1mol/L的电解质溶液，将其稀释相同倍数时，pH变化最大的是E（填字母编号）．
A．Na2CO3B．NaHCO3 C．NaAlO2 D．CH3COONa    E．NaOH
（2）已知反应Fe（s）+CO2（g）?FeO（s）+CO（g）△H=a kJ/mol，测得在不同温度下，
该反应的平衡常数K随温度的变化如下：
温度（℃）300500700
K3.003.474.40
上述反应中a＞0（填“＞”、“＜”或“=”）；在2L密闭容器中300℃下进行反应，若Fe和CO2的起始量均为4mol，当达到平衡时CO2的转化率为75%．
（3）目前工业上可以用CO2和H2在230℃、催化剂条件下反应生成甲醇蒸汽和水蒸气．图1为恒压容器中0.5mol CO2和1.5mol H2反应转化率达80%时的能量变化示意图．则该反应的热化学方程式为：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49 kJ/mol．
（4）人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料．图2是制备HCOOH的示意图，根据要求回答问题：
①催化剂b表面的电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH．
②经测定，若每分钟通过质子交换膜的H+的物质的量为40mol，则每小时可产生O219.2Kg．

分析 （1）①碳酸根的水解程度大于碳酸氢根的水解程度；
②盐类水解呈酸碱性时，溶液稀释时，水解程度增大，稀释相同倍数，pH变化比强酸、强碱的pH变化小；
（2）由表中数据可知，升高温度，平衡常数增大，说明平衡向正反应反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动；
设平衡时参加反应二氧化碳为nmol，用三段式表示出平衡时二氧化碳、CO的物质的量，由于反应气体气体的化学计量相等，用物质的量代替浓度代入平衡常数K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$计算，进而计算二氧化碳的转化率；
（3）根据图1可知0.5mol CO2和1.5mol H2转化率达80%时放热23kJ-3.4kJ=19.6KJ，然后按比例计算：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）的△H，进而书写该反应的热化学方程式；
（4）①由图可知，电子由a流出，通过导线流向b，故a为负极、b为正极，正极发生还原反应，二氧化碳获得电子，氢离子参与反应得到HCOOH；
②负极上是水失去电子得到氧气与氢离子，电极反应式为：2H2O+4e-=O2↑+4H+，产生的氢离子通过质子交换膜移向b端，根据电极反应式计算生成氧气物质的量，再根据m=nM计算氧气质量．

解答 解：（1）①碳酸根的水解程度大于碳酸氢根的水解程度，故等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液，Na2CO3溶液碱性较强，故答案为：＞；
②NaOH为强碱，而Na2CO3、NaHCO3 、NaAlO2 、CH3COONa 溶液中酸根离子水解，导致溶液呈碱性，溶液稀释时，水解程度增大，稀释相同倍数，它们的pH变化比NaOH的pH变化小，
故选：E；
（2）由表中数据可知，升高温度，平衡常数增大，说明平衡向正反应反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，即正反应为吸热反应，即△H＞0，故a＞0；
设平衡时参加反应二氧化碳为nmol，则：
          Fe（s）+CO2（g）?FeO（s）+CO（g）
开始（mol）：4                 0
转化（mol）：n                 n
平衡（mol）：4-n               n
由于反应气体气体的化学计量相等，用物质的量代替浓度计算平衡常数，故K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$=$\frac{n}{4-n}$=3，解得n=3，故二氧化碳的转化率为$\frac{3mol}{4mol}$×100%=75%，
故答案为：＞；75%；
（3）根据图1可知0.5mol CO2和1.5mol H2转化率达80%时放热23kJ-3.4kJ=19.6KJ，则CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）的△H=-（19.6kJ×$\frac{1mol}{0.5mol×80%}$）=-49kJ/mol，故该反应的热化学方程式为：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49 kJ/mol，
故答案为：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49 kJ/mol；
（4）①由图可知，电子由a流出，通过导线流向b，故a为负极、b为正极，正极发生还原反应，二氧化碳获得电子，氢离子参与反应得到HCOOH，电极反应式为：CO2+2e-+2H+=HCOOH，
故答案为：CO2+2e-+2H+=HCOOH；
②负极上是水失去电子得到氧气与氢离子，电极反应式为：2H2O+4e-=O2↑+4H+，每分钟通过质子交换膜的H+的物质的量为40mol，则每小时生成氧气为40mol×60×$\frac{1}{4}$=600mol，故生成氧气的质量为600mol×32g/mol=19200g=19.2Kg，
故答案为：19.2．

点评 题目综合性较强，涉及盐类水解、平衡常数影响因素及有关计算、热化学方程式书写、原电池原理及计算等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，难度中等．

练习册系列答案
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12．BaS是一种白色晶体，微溶于水，可用于制备立德粉、Na2S等．工业上可用H2与重晶石（BaS04）在高温下反应制备BaS，热化学方程式为BaS04（s）+4H2（g）?BaS（s）+4H20（g）△H=+xkJ•mol-1（x＞0）．回答下列问题：
（1）在温度和容积不变的条件下，能说明该反应己达到平衡状态的是cd（填字母序号）．
a．n（H2）=n（H2O） 　　　　
b．容器内压强保持不变
c．v正（H2）=v逆（H2O）　
d．水蒸气的浓度保持不变
（2）平衡后下列措施既可提高反应速率，又可提高H2的转化率的是b（填字母序号）．
a．使用催化剂　　　　　　
b．升高反应体系的温度
c．增大反应容器的体积　
d．及时从反应体系中分离出水蒸气
（3）将温度恒定为T℃，向体积为2L的密闭容器中加入一定量的重晶石和H2．在不同时间测得H2的物质的量如下表：
 时间/min 0 t 2t 3t 4t
 n（H2）/mol 2.00 1.50 n 0.90 0.80
①2t时，n＜ 1.20（填“＞”、“＜”或“=”）
②若氢气的平衡转化率为a，则该温度下反应的化学平衡常数K=$\frac{{a}^{4}}{（1-a）^{4}}$（用含a的代数式表示）；若测得该反应达到平衡时吸热Q kJ，则x=$\frac{2Q}{a}$（用含a、Q的代数式表示）．
（4）为了探究温度、固体反应物的表面积对化学反应速率的影响，某同学在一固定容积的密闭容器中加入一定量的重晶石和H2，设计了下表中的三组实验：
试验编号 T/℃ c起始（H2）/mol•L-1 重晶石的比表面积/m2•g-1
Ⅰ 850 c1 3.4
Ⅱ T1 0.80 7.6
Ⅲ 900 0.80 7.6
①填写上表中的实验条件：T1=850c1=0.80
②在直角坐标系中画出Ⅰ，Ⅱ两组实验氢气的浓度随时间变化趋势图，并在每条曲线上标明对应的实验编号．
13．下表为元素周期表的一部分，表中列出10种元素在周期表中的位置，按要求用化学用语回答下列各题．
   族
周期		ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0
  2⑧⑩
  3①③⑤⑥⑦⑨
  4②④
（1）这10种元素中，化学性质最不活泼的元素是Ne，
（2）元素④的离子结构示意图为；元素⑥的气态氢化物分子式SiH4．
（3）上述10种元素中，其最高价氧化物对应水化物酸性最强的是：HClO4．
（4）⑧①⑥元素的原子半径由小到大的顺序为r（F）＜r（Si）＜r（Na）；⑦⑧⑨元素形成气态化合物的稳定性由强至弱的顺序为HF＞HCl＞PH3．
（5）①和⑤两元素最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
10．香烟雾中含有CO、CO2、SO2、H2O等气体，用①无水CuSO4，②澄清石灰水，③加热CuO，④生石灰，⑤品红溶液，⑥KMnO4酸性溶液等药品可将其一一检出，检测香烟烟雾通入药品的正确顺序是（　　）
A．①-⑤-②-①-④-③B．①-⑤-⑥-②-④-③C．③-④-②-⑥-⑤-①D．②-⑤-①-④-③-⑥
17．下列性质适合于离子晶体的是（　　）
A．熔点-218℃，难溶于水
B．熔点3 900℃，硬度很大，不导电
C．难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱
D．难溶于水，熔点高，固体不导电，熔化时导电
7．有机物阿魏酸的化学式为C10H10O4．符合下列条件的阿魏酸的同分异构体有（　　）
①在苯环上只有两个取代基；            
②在苯环上的一氯取代物只有两种；
③1mol该同分异构体与足量NaHCO3反应生成2mol CO2．
A．3种B．4种C．5种D．6种
14．下列关于甲烷的叙述中错误的是（　　）
A．甲烷分子具有正四面体结构，两个碳氢键之间的夹角为109°28′
B．甲烷分子中两个氢原子被氯取代后，可形成两种不同结构的分子
C．甲烷是重要的化工原料，其分解产物可用于合成氨和橡胶工业
D．“抽”出坑道中的甲烷，既可用作清洁燃料，又可防止爆炸
11．将1mol 加入到足量的酸性KMnO4溶液中，充分反应后生成丙二酸，锰元素在生成物中为+2价，则消耗KMnO4的物质的量是（　　）
A．0.4molB．0.6molC．0.8molD．1.2mol
12．最近医学界通过用放射性15C跟踪标记C60，发现一种C60的羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA杀死细胞，从而抑制艾滋病（AIDS），则有关15C的叙述正确的是（　　）
A．与C60中普通碳原子的化学性质不同
B．与16O的中子数相同
C．与12C互为同位素
D．是足球烯的同素异形体

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