Question

【題目】含碳化合物在生產(chǎn)生活中廣泛存在。請回答下列問題：

(1)Andren Dasic等提出在金屬催化劑M的作用下以為氧化劑可以氧化乙烯生成乙醛，催化體系氧化還原循環(huán)如圖1所示。(物質(zhì)與氧原子的結(jié)合力用表示)，氧原子與生成的結(jié)合力，氧原子與乙烯生成乙醛的結(jié)合力，則可做該反應(yīng)催化劑的金屬M與氧原子的結(jié)合力 (M)的值應(yīng)滿足_______。使用催化劑會使該反應(yīng)的活化能______(填“增大”、“減小”、“不變”)。

(2)已知、、的燃燒熱分別為、、。

則反應(yīng)： ΔH=_________。

(3)已知在含少量的溶液中，反應(yīng)分兩步進(jìn)行：第Ⅰ步反應(yīng)(慢反應(yīng))，第Ⅱ步為快反應(yīng)。

①請寫出第二步反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________。

②增大濃度濃度______(填“能”或“不能”)明顯增大總反應(yīng)的平均速率，理由為__________。

(4)某密閉容器中發(fā)生：，在不同溫度下平衡分解的情況如圖2所示。

①圖中a、b、c三點(diǎn)的平衡常數(shù)的大小關(guān)系為_____________。

②恒溫恒容條件下，能表示該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是____________(填標(biāo)號)

A.體積分?jǐn)?shù)與體積分?jǐn)?shù)的比值保持不變

B.容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變

C.容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變

D.容器內(nèi)碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持不變

③為實(shí)現(xiàn)減排，目前較成熟的方法是用高濃度的溶液吸收工業(yè)煙氣中的，得溶液X，再利用電解法使溶液再生，其裝置示意圖如圖3，簡述在陰極區(qū)再生的原理_______。

Answer 1

【答案】 減小 能 總反應(yīng)的平均速率由慢反應(yīng)決定，是慢反應(yīng)的反應(yīng)物，增大的濃度，慢反應(yīng)速率增大，總反應(yīng)的平均速率增大(或是總反應(yīng)的催化劑，增大的濃度，總反應(yīng)的平均速率增大) C 存在電離平衡：，陰極放電，濃度減小，平衡右移(或溶液中放電，增大了濃度，與反應(yīng)生成了，從而使再生)

【解析】

由催化劑的作用機(jī)理結(jié)合圖示信息知，當(dāng)氧原子與催化劑的結(jié)合力處于中間值時(shí)，此反應(yīng)可發(fā)生，催化劑會降低反應(yīng)的活化能；根據(jù)蓋斯定律求反應(yīng)熱，先分別寫出燃燒熱的熱反應(yīng)方程式，再用第3個(gè)的熱反應(yīng)方程式減去第1個(gè)和第2個(gè)的熱反應(yīng)方程式；根據(jù)第I步反應(yīng)和催化劑的反應(yīng)原理，總反應(yīng)減去第I步反應(yīng)得到第Ⅱ步反應(yīng)的化學(xué)方程式；總反應(yīng)速率由慢反應(yīng)速率決定，是慢反應(yīng)的反應(yīng)物，因此增大的濃度能明顯增大總反應(yīng)的平均速率；溫度相同，化學(xué)平衡常數(shù)不變，溫度升高由圖觀察平衡的移動(dòng)方向，比較平衡常數(shù)；平衡狀態(tài)的判斷通過濃度不再改變、正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率和其它變量不再改變來判斷。

(1) 氧原子與N生成NO的結(jié)合力，氧原子與乙烯生成乙醛的結(jié)合力，由催化劑的作用機(jī)理結(jié)合圖示信息知，當(dāng)氧原子與催化劑的結(jié)合力處于中間值時(shí)，此反應(yīng)可發(fā)生，因此可用作該反應(yīng)催化劑的金屬M與氧原子的結(jié)合力OA(M)的值應(yīng)滿足；催化劑會降低反應(yīng)的活化能；故答案為： ，減��；

(2)已知、、的燃燒熱分別為、、,則熱反應(yīng)方程式分別為：

CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=

CH3CHO(l)+O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)ΔH=

將第3個(gè)的熱反應(yīng)方程式減去第1個(gè)和第2個(gè)的熱反應(yīng)方程式，得反應(yīng)，則反應(yīng)熱ΔH=；

(3) ①根據(jù)第Ⅰ步反應(yīng)和催化劑的反應(yīng)原理，總反應(yīng)減去第Ⅰ步反應(yīng)得到第Ⅱ步反應(yīng)的化學(xué)方程式；

②總反應(yīng)速率由慢反應(yīng)速率決定，是慢反應(yīng)的反應(yīng)物，因此增大的濃度能明顯增大總反應(yīng)的平均速率，故答案為：能；總反應(yīng)的平均速率由慢反應(yīng)決定，是慢反應(yīng)的反應(yīng)物，增大的濃度，慢反應(yīng)速率增大，總反應(yīng)的平均速率增大(或是總反應(yīng)的催化劑，增大的濃度，總反應(yīng)的平均速率增大)

(4)①a和b溫度相同，即平衡常數(shù)，c點(diǎn)時(shí)，溫度升高，根據(jù)圖2二氧化碳體積分?jǐn)?shù)減小，則平衡正向移動(dòng)，K增大，所以。

②A.根據(jù)方程式可知，一氧化碳與氧氣的物質(zhì)的量之比為2：1，即體積分?jǐn)?shù)與體積分?jǐn)?shù)的比值一直都是2：1，不能說明是否達(dá)到平衡狀態(tài)，當(dāng)體積分?jǐn)?shù)與體積分?jǐn)?shù)不變改變可以，A不符合題意；

B. 恒容，體積不變，反應(yīng)前后質(zhì)量守恒，質(zhì)量也保持不變，則密度一直保持不變， B不符合題意；

C. 平均摩爾質(zhì)量等于總質(zhì)量除以總物質(zhì)的量，氣體總質(zhì)量一直不變，但是這個(gè)反應(yīng)是氣體個(gè)數(shù)減少的反應(yīng)，即氣體的總物質(zhì)的量可變，所以容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變能說明達(dá)到平衡狀態(tài)，C符合題意；

D. 容器內(nèi)碳元素的質(zhì)量一直不變，容器內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量也不變，即碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一直保持不變，D不符合題意。

答案選C。

③被吸收生成，實(shí)現(xiàn)了減排，電解時(shí)陰極H+得電子生成氫氣，使平衡向右移動(dòng)，增多，所以答案為：存在電離平衡：，陰極放電，濃度減小，平衡右移(或溶液中放電，增大了濃度，與反應(yīng)生成了，從而使再生)。