Question

【题目】2016年冬季全国大部分地区出现雾霾现象，汽车尾气是造成雾霾的原因之一，汽车尾气含CO、NO等有毒气体。为了减少CO 对大气的污染，某研究性学习小组拟研究CO和H2O 反应转化为绿色能源H2。己如：

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)； △H= -566kJ·moL-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)； △H=-483.6kJ·moL-1

H2O(g)=H2O(l) △H= -44.0kJ·moL-1

（1）氢气燃烧热△H=_____________________。

（2）写出CO 和H2O(g)作用生成CO2 和H2的热化学方程式______________________。

（3）往1L 体积不变的容器中加入0.200molCO和1.00molH2O(g)，在t℃时反应并达到平衡，若该反应的化学平衡常数K=1(方程式中各物质前化学计量数为最简整数比)，则t℃时CO的转化率为____________；反应达到平衡后，升高温度，此时平衡常数将____________(填“变大”、“ 不变”或“变 小”)。

（4）从汽车尾气中分离出CO 与O2、与熔融盐Na2CO3组成燃料电池，同时采用电解法制备N2O5，装置如下图所示，其中Y为CO2。写出石墨Ⅰ电极上发生反应的电极反应式________________。在电解池中生成N2O5的电极反应式为______________________。

（5）已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高而减小。下图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线，则：

T1___________T2 (填“>”或“<”)，T1时Ksp (CaWO4)=________。

Answer 1

【答案】-285.8 kJ·moL-1 CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2KJ·moL-1 83.3% 减小 CO+CO32--2e- = 2CO2 N2O4 +2HNO3-2e- = 2N2O5+2H＋ < 1×10-10(mol/L)2

【解析】

试题（1）氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，根据盖斯定律计算氢气燃烧热；（2）根据盖斯定律计算CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的焓变；（3）利用“三段式”计算CO的转化率；CO和H2O(g)作用生成CO2和H2正反应放热，升高温度平衡逆向移动；（4）CO与O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池，CO发生氧化反应，通入CO的一极是负极；电解池中N2O4失电子发生氧化反应生成N2O5；（5）溶解度均随温度升高而减小，温度越低离子浓度越大；T1时Ksp(CaWO4)=；

解析：（1）①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)； △H=-483.6kJ·moL-1

②H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0kJ·moL-1 ；根据盖斯定律①+②×2得2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)； △H=-571.6kJ·moL-1，氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，所以氢气燃烧热△H= -285.8 kJ·moL-1；

（2）①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)； △H=-566kJ·moL-1

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)； △H=-483.6kJ·moL-1

根据盖斯定律① -②得CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g) ΔH= - 41.2KJ·moL-1；

（3）

X= ；则t℃时CO的转化率为 83.3%；CO和H2O(g)作用生成CO2和H2正反应放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小；（4）CO与O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池，通入CO的一极是负极，CO失电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应为CO+CO32--2e- = 2CO2；电解池中N2O4失电子发生氧化反应生成N2O5，电解池中生成N2O5的电极反应式为N2O4 +2HNO3-2e- = 2N2O5+2H＋；（5）溶解度均随温度升高而减小，温度越低离子浓度越大，所以T1<T2；T1时Ksp(CaWO4)== (mol/L)2 ；