题目内容

9．开发新能源是解决环境污染的重要举措，工业上常用CH4与CO2反应制备H2和CO．
（1）钯的化合物PbCl2通过化学反应可用来检测CO气体，该反应的反应物与生成物有CO、Pb、H2O、HCl、PbCl2和一种未知物质X、X的化学式为CO2．
（2）甲烷经重整催化作用提供反应气的燃料电池如图所示（以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质）．通入甲烷的电极为负极（填“正极”或“负极”），正极的电极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-，该电池工作一段时间后，消耗甲烷3.36L（标准状况，下同），则B极上消耗空气和二氧化碳混合气体的体积为23.52L．[已知空气中V（N2）：V（O2）=4：1]
（3）CO2通过碳化反应可将钙镁的氢氧化物中的Ca2+、Mg2+分离．化学方程式如下：Ca（OH）2+Mg（OH）2+3CO2?CaCO3+Mg（HCO3）2+H2O．已知：25℃时，CaCO3的Ksp为2.5×10-9，碳酸钙的溶解度是5.0×10-4g．
（4）①将一定量的CO2（g）和CH4（g）通入一恒容密闭容器中发生反应：CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）．其他条件相同，在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ）作用下反应相同时间后，体系中CO含量随反应温度的变化如图2所示．

在a点与b点对应的反应条件下，反应继续进行一段时间后达到平衡，平衡常数Ka=（填“＞”“＜”或“=”）Kb；c点CO含量高于b点的原因是c点的温度高于b点，升高温度平衡正向移动．
②为了探究反应：CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）的反应速率与浓度的关系，起始时向恒容密闭容器中通入CH4与CO2，使其物质的量浓度均为1.0 mol•L-1，平衡时，根据相关数据，绘制出两条反应速率-浓度关系曲线：v正-c（CH4）和v逆-c（CO）．
则与曲线v正-c（CH4）相对应的是如图3中曲线乙（填“甲”或“乙”）；该反应达到平衡后，某一时刻降低温度，反应重新达到平衡，平衡常数减小，则此时曲线甲对应的平衡点可能为B或E．

分析 （1）PbCl2通过化学反应可用来检测CO气体，则CO和PbCl2应为反应物，而该反应的反应物与生成物有CO、Pb、H2O、HCl、PbCl2和一种未知物质X，根据元素守恒可判断出Pb、HCl应为生成物，利用氢元素守恒可知H2O为反应物，根据元素守恒可书写出该反应的方程式，根据方程式可知X的化学式；
（2）根据图可知，该燃料电池中，通入甲烷与二氧化碳反应生成氢气和一氧化碳，1mol甲烷可以生成2mol氢气，氢气失去电子发生氧化反应，则该电极为原电池的负极，负极电极反应式为：H2-2e-+CO32-=CO2+H2O，通入空气和CO2的混合气体一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-，根据正、负极电子得失守恒可计算出空气和氧气的体积；
（3）根据CaCO3的Ksp为2.5×10-9，可计算出碳酸钙饱和溶液中碳酸钙的浓度，进而计算出碳酸钙的溶解度；
（4）①根据图3可知，随着温度升高，CO的含量增大，说明平衡正向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，根据温度对平衡移动的影响可答题；
②CH4与CO2其起始的物质的量浓度均为1.0 mol•L-1，且随着反应的进行，甲烷的浓度会越来越小，正反应速率也会越来越小，据此判断，根据图可知，反应平衡时图中对应的点应为A和F点，降温后，反应速率减小，平衡逆向移，甲烷的浓度会增大，据此判断．

解答 解：（1）PbCl2通过化学反应可用来检测CO气体，则CO和PbCl2应为反应物，而该反应的反应物与生成物有CO、Pb、H2O、HCl、PbCl2和一种未知物质X，根据元素守恒可判断出Pb、HCl应为生成物，利用氢元素守恒可知H2O为反应物，该根据化合价升降可知，反应的方程式可写成PbCl2+CO+H2O=Pb+2HCl+X，所以X的化学式为CO2，
故答案为：CO2；
（2）根据图可知，该燃料电池中，通入甲烷与二氧化碳反应生成氢气和一氧化碳，1mol甲烷可以生成2mol氢气，氢气失去电子发生氧化反应，则该电极为原电池的负极，负极电极反应式为：H2-2e-+CO32-=CO2+H2O，通入空气和CO2的混合气体一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-，当甲烷为3.36L（标准状况，下同），即0.15mol时，生成氢气为0.3mol，发生电极反应时转移电子的物质的量为0.6mol，根据反应O2+4e-+2CO2=2CO32-，此时在正极消耗的氧气为0.15mol，二氧化碳为0.3mol，则所需空气的物质的量为0.75mol，所以共消耗空气和二氧化碳混合气体的物质的量为1.05mol，其体积为23.52L，
故答案为：负极；O2+4e-+2CO2=2CO32-；23.52；
（3）根据CaCO3的Ksp为2.5×10-9可知，碳酸钙饱和溶液中碳酸钙的物质的量浓度为$\sqrt{2.5×10-9}$mol/L=5.0×10-5 mol/L，所以碳酸钙的溶解度为$\frac{5.0×10{\;}^{-4}×100}{1000}×100g$=5.0×10-4 g，
故答案为：5.0×10-4；
（4）①根据图3可知，随着温度升高，CO的含量增大，说明平衡正向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，平衡常数只受温度影响，ab两点的温度相同，所以Ka=Kb，c点的温度高于b点，升高温度平衡正向移动，所以c点的CO的含量高于b点，
故答案为：=；c点的温度高于b点，升高温度平衡正向移动；
②CH4与CO2其起始的物质的量浓度均为1.0 mol•L-1，且随着反应的进行，甲烷的浓度会越来越小，正反应速率也会越来越小，所以曲线v正-c（CH4）相对应的是如图3中曲线是乙线，根据图可知，反应平衡时图中对应的点应为A和F点，降温后，反应速率减小，平衡逆向移，甲烷的浓度会增大，所以此时曲线甲对应的平衡点可能为应为B点，CO的浓度会减小，对应的为E点
故答案为：乙；B或E．

点评 本题考查化学平衡图象、影响化学平衡的因素、化学平衡常数、沉淀的溶解平衡计算、电化学的计算等，做题时注意从氧化还原的角度判断原电池的正负极以及电极方程式的书写，掌握原理是关键，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
10．结合膳食宝塔图，列出你平时早、中、晚餐的食物：早餐：牛奶一杯、鸡蛋一个，面包一个，蔬菜色拉一份，中餐：米饭2两至3两、栗子烧鸡、千张结烧肉、炒丝瓜、紫菜蛋汤，晚餐：米饭或面条2两至3两，肉沫豆腐、香菇小白菜、冬瓜海带虾皮汤．
11．电极反应的书写

（1）常温下，燃烧1g乙烷（C2H6）气体的放出52kJ的热量，则乙烷燃烧的热化学方程式：2C2H6（g）+7O2 （g）=4CO2（g）+6H20（l）；△H=-3120kJ/mol．以Pt作电极将乙烷设计为碱性燃料电池，在电极上分别通入乙烷和氧气．则负极反应式为C2H6-14e-+18OH-═2CO32-+12H2O．正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-．当电路中通过0.7mol电子时提供46.8kJ的电能，则该燃料电池的能量转化效率为60%
（2）图1为一种微生物燃料电池结构示意图，若Cm（H2O）n为CH2O，则负极的电极反应式为CH2O-4e-+H2O=CO2+4H+．
（3）已知：2KMnO4+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，Cl2+2FeCl2═2FeCl3．请结合以上信息分析图2中的原电池反应，甲烧杯中的电极反应式为MnO4-+5e-+8H+=Mn2++4H2O，乙烧杯中的电极反应式为5Fe2+-5e-=5Fe3+．
8．H是从天然水果中提取出的一种有机物，其相对分子质量是134，H具有下列性质：
H的性质 推断H的组成和结构 
H完全燃烧的产物只有CO2和H2O 组成：肯定含碳、氢两种元素，也可能含氧元素 
H与乙醇在一定条件下反应均能生成具有果香味的物质，且结构中只存在两种官能团 组成：含有O元素
1.34gH分别与足量的碳酸氢钠溶液和钠反应，生成标准状况下的气体体积分别为0.448L和0.336L 组成：含有两个-COOH、一个-OH
H的碳链无支链 结构简式：HOOCCH（OH）CH2COOH
（1）填写上表中空白．
（2）多溴代烃X经过多步反应可人工合成H，其合成路线为：X→有机物A→有机物B→有机物C→H，其中B能发生银镜反应．
①X的结构简式为BrCH2CH（Br）CH2CH2Br；
②C→H的化学方程式为HOOCCOCH2COOH+H2$\stackrel{一定条件下}{→}$HOOCCH（OH）CH2COOH．
4．实验室有如下仪器：①试管　②烧杯　③量筒　④蒸发皿　⑤锥形瓶⑥温度计　⑦蒸馏烧瓶　⑧分液漏斗
回答下列问题：
（1）可以直接加热的有①④（填序号，下同）；
（2）加热时必须垫上石棉网的有②⑤⑦；
（3）使用前必须查漏的有⑧．
14．铝鞣剂[主要成分为Al（OH）2Cl]主要用于鞣制皮革．利用铝灰（主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等）制备铝鞣剂的一种工艺如图：

回答下列问题：
（1）气体A为NH3（填化学式）．水解采用90℃而不在室温下进行的原因是加快AlN水解反应速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出．
（2）酸溶时使用的酸是盐酸（填名称）．
（3）氧化时，发生反应的离子方程式为2Fe2++2H++ClO-═2Fe3++Cl-+H2O．
（4）除杂时产生废渣的主要成分为Fe（OH）3（填化学式），对其合理的处理方法是回收利用生成铁红．
（5）采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是防止Al（OH）2Cl水解生成Al（OH）3．
（6）准确称取所制备的铝鞣剂m g，将其置于足量硝酸中，待样品完全溶解后，加入足量AgNO3溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得固体ng．则样品中Al（OH）2Cl的质量分数为$\frac{193n}{287m}$×100%（用含m、n的代数式表示）
1．C、CO、CH4、CH3CH2OH是常用的燃料，它们每1mol分别完全燃烧成生CO2（g）及H2O（l）时，放出的热量依次为393.5kJ、283.0kJ、890.3kJ、1366.8kJ．相同质量的这四种燃料，完全燃烧时放出热量最多的是（　　）
A．CB．COC．CH4D．CH3CH2OH
18．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表：
元素代号XYZW
原子半径/pm1601437066
主要化合价+2+3+5、+3、-3-2
下列叙述正确的是（　　）
A．X、Y元素的金属性X＜Y
B．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
C．一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来
D．常温下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW2
19．下列实验中，对应的现象以及实验目的都正确的是（　　）
选项目的实验现象
A检验CO2气体中混有SO2将气体通入盛有足量的澄清石灰水中的洗气瓶中石灰水变浑浊
B检验黑色固体Fe3O4中含有+3价铁元素将少量黑色固体加入盛有KSCN溶液的烧杯中固体溶解，溶液呈血红色
C实验室制取并收集少量NH3加热NH4Cl固体，并用向上排空气法收集，将湿润的红色石蕊试纸放在瓶口NH4Cl固体逐渐变少，湿润的红色石蕊试纸变蓝色
D验证氧化性：Fe3+＞Cu2+将一定量铜粉加到盛有一定体积的1.0mol•L-1Fe2（SO4）3溶液的试管中铜粉溶解，溶液变蓝色
A．AB．BC．CD．D

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网