(1)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在催化剂Cu/ZnO存在下,CO2和H2...
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(1)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在催化剂Cu/ZnO存在下,CO2和H2可发生两个反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:
Ⅰ2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-53.7 kJ·mol-1
Ⅱ2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2
已知:①CO和H2的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1和285.8 kJ·mol-1
②H2O(l)===H2O(g) ΔH3=+44.0 kJ·mol-1
反应Ⅰ的平衡常数表达式K=________;反应Ⅱ的ΔH2=________kJ·mol-1。
(2)某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对反应aA(g)+bB(g)cC(g)平衡的影响,得到如图1所示关系,图中p表示压强,T表示温度,α表示平衡转化率。若此反应在低温条件下自发进行,则p1____p2(填“>”“<”或“=”)。
(3)常温下,用0.100 0 mol·L-1的盐*滴定20.00 mL未知浓度的Na2CO3溶液,溶液的pH与所加盐*的体积关系如图2所示。已知b、d点分别为用*酞和*基橙作指示剂的滴定终点。
①比较b点和d点时水的电离程度b________d(填“>”“<”或“=”)。
②写出滴定过程中c~d段反应的离子方程式:______________________________
________________________________________________________________________。
③滴定时,加入盐*10 mL时,溶液中各粒子浓度的关系正确的是________。
a.c(Na+)>c(HCO)>c(Cl-)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)
b.c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)
c.c(Na+)=2[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]
d.c(OH-)=c(H+)+c(HCO)-c(CO)
(4)乙醛*(HOOCCHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛*,原理如图3所示,该装置中*、阳两极均为惰*电极,两极室均可产生乙醛*,其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛*。
①N电极上的电极反应式为__________________。
②若有4 mol H+通过质子交换膜,并完全参与了反应,则该装置中生成的乙醛*为________mol。
【回答】
解析:(1)根据平衡常数的定义可知,K=。由热化学方程式:(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1;b.H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1;c.H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1。根据盖斯定律,由b-a+c即可得反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=-285.8 kJ·mol-1+283.0 kJ·mol-1+44 kJ·mol-1=+41.2 kJ·mol-1。(2)根据图像可知当压强一定时,温度升高,A的转化率降低,结合勒夏特列原理:温度升高平衡向吸热的方向移动,由此可以推知正反应ΔH<0;又因为该反应可以在低温时自发进行,根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行,推出ΔS<0,故a+b>c,根据勒夏特列原理:当温度一定时,压强增大平衡向气体分子总数减小的方向移动,可推知压强增大平衡正向移动,A的转化率增大,所以p1>p2。(3)①用盐*滴定碳**溶液的过程中,用*酞作指示剂时滴定的终点产物为NaHCO3,二者的反应比例为1∶1,即图像中的b点,用*基橙作指示剂时滴定的终点产物为H2CO3,二者的反应比例为2∶1,即图像中的d点,NaHCO3促进水的电离,H2CO3抑制水的电离,故水的电离程度:b>d。②滴定过程中b点到d点之间溶液中已经没有Na2CO3,只有NaHCO3,所以只发生NaHCO3与盐*的反应。③加入盐*10 mL时,溶液中有NaHCO3和NaCl以及剩余的Na2CO3,三者的物质的量之比为1∶1∶1,CO的水解程度大于HCO,且二者均为少部分水解,故c(Na+)>c(HCO)>c(Cl-)>c(CO)>c(OH-)>c(H+),a正确;b、c、d三个选项考查溶液中离子之间的守恒关系。(4)①N电极上HOOCCOOH得电子生成HOOCCHO,配平方程式即可。②*、阳极各生成2 mol乙醛*,共4 mol。
*:(1) +41.2
(2)>
(3)①> ②H++HCO===CO2↑+H2O或H++HCO===H2CO3 ③ac
(4)①HOOCCOOH+2e-+2H+===HOOCCHO+H2O ②4
知识点:电化学 胶体
题型:综合题
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