题目内容

7．（1）已知：CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）△H=-41.2kJ/mol，850℃时在一体积为10L的恒容密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，CO和H2O浓度变化如图1所示：

下列说法正确的是BD（填序号）
A．达到平衡时，氢气的物质的量是0.12mol
B．达到平衡时，反应体系最终会放出49.44kJ热量
C．4min内CO2的反应速率为0.003mol/（L•min）
D．第6min时，若升高温度，反应平衡常数会减小
E．第8min时，若充入氦气，会导致v正（CO）＜v逆（H2O）
（2）850℃时，若在容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO，3.0mol H2O，amol CO2和bmol H2．若达平衡时各组分体积分数都与（2）中平衡时相同，则a=3mol，b=3mol．
（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图2所示：
①上述生产过程的能量转化方式是太阳能和电能转化为化学能．
②上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，阳极的电极反应式为2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑，则阴极的电极反应式为3CO2+4e-═C+2CO32-．

分析 （1）A．由图可知，平衡时△c（CO）=0.2mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L，利用浓度变化量之比等于化学计量数之比计算△c（H2），再根据n=cV计算n（H2）；
B．850℃时该反应的反应热△H≠-41.2kJ/mol；
C．随反应进行，混合气体总质量不变，总物质的量不变，平均相对分子质量不变；
D．该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动；
E．恒容密闭容器中，若充入氦气，体积不变，各物质的浓度不变，速率不变；
（2）根据等效平衡，若起始的量与原平衡起始的量等比例即可；
（3）①依据图示可知是太阳能和电能转化为化学能的变化过程；
②上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为Ca0和CO2，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应是碳酸根离子失电子生成氧气的过程，阴极是二氧化碳得到电子生成碳，依据电子守恒和传导离子配平书写电极反应；

解答 解：（1）A．由图可知，平衡时△c（CO）=0.2mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L，浓度变化量之比等于化学计量数之比，故△c（H2）=△c（CO）=0.12mol/L，故n（H2）=0.12mol/L×10L=1.2mol，故A错误；
B．生成1.2mol氢气，通常条件下放出的热量为41.2kJ×$\frac{1.2mol}{1mol}$=49.44kJ，850℃时该反应的反应热△H≠-41.2kJ/mol，故B正确；
C．由图可知4min时到达平衡，随反应进行，混合气体总质量不变，总物质的量不变，平均相对分子质量不变；所以混合气体的平均相对分子质量始终不变化，故C错误；
D．该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，平衡常数减小，故D正确；
E．恒容密闭容器中，若充入氦气，体积不变，各物质的浓度不变，速率不变，故E错误；
故答案为：BD．
（2）在容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO，3.0mol H2O，amol CO2和bmol H2，若要与（1）中平衡是等效平衡，则全部转化为反应物，与（1）中起始的量等比例即可；
设实际转化的CO2和 H2为xmol，所以转化为反应物时，c（CO）=$\frac{1+x}{2}$mol/L，c（H2O）=$\frac{3+x}{2}$mol/L，已知（1）中反应物的起始量为c（CO）=0.2mol/l，c（H2O）=0.3mol/l；
则$\frac{\frac{1+x}{2}}{\frac{3+x}{2}}$=$\frac{0.2}{0.3}$=，解得：x=3；所以初始时CO2和 H2的物质的量均为3mol，即a=b=3；
故答案为：3；3；
（3）①依据图示可知是太阳能和电能转化为化学能的变化过程，故答案为：太阳能和电能转化为化学能；
②述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为Ca0和CO2，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应是碳酸根离子失电子生成氧气的过程，电极反应为：2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑，阴极是二氧化碳得到电子生成碳，依据电子守恒和传导离子配平书写电极反应为：3CO2+4e-═C+2CO32-；
故答案为：2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑，3CO2+4e-═C+2CO32-，
故答案为：3CO2+4e-═C+2CO32-．

点评 本题考查化学平衡图象及有关计算、盐的水解原理的应用、热化学方程式、原电池原理的应用及电子转移的计算等，涉及的知识点较多，题目难度较大．

练习册系列答案
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17．下列有关物质分类或归纳的说法中，正确的数目有（　　）
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