Question

I．“低碳循環(huán)”引起各國(guó)的高度重視，而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2，引起了全世界的普遍重視。所以“低碳經(jīng)濟(jì)”正成為科學(xué)家研究的主要課題：

(1)將不同量的CO（g）和H2O（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng)：

CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），得到如下二組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)組	溫度℃	起始量/mol	平衡量/mol	達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1．6	2．4	6
2	900	2	1	0．4	1．6	3

 

①實(shí)驗(yàn)1中以v （CO2）表示的反應(yīng)速率為??????????????? （保留兩位小數(shù)，下同）。

②該反應(yīng)為 ???? （填“吸”或“放”）熱反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)2條件下平衡常數(shù)K=????????? 。

(2)已知在常溫常壓下：

① 2CH3OH(l）＋ 3O2(g）＝ 2CO2(g）＋ 4H2O(g）? ΔH ＝ －1275.6 kJ／mol

② 2CO (g)+ O2(g）＝ 2CO2(g）?????????????????? ΔH ＝ －566.0 kJ／mol

③ H2O(g）＝ H2O(l）?????????????????????????? ΔH ＝ －44.0 kJ／mol

寫(xiě)出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：????????????????????? 。

II．(1)海水中鋰元素儲(chǔ)量非常豐富，從海水中提取鋰的研究極具潛力。鋰是制造化學(xué)電源的重要原料。如LiFePO4電池某電極的工作原理如下圖所示：

該電池的電解質(zhì)為能傳導(dǎo)Li+的固體材料。放電時(shí)該電極是電池的???? 極（填“正”或“負(fù)”），該電極反應(yīng)式為????????? 。

(2)用此電池電解含有0.1 mol/L CuSO4和0.1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL，假如電路中轉(zhuǎn)移了0.02 mole－，且電解池的電極均為惰性電極，陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是??????? L，將電解后的溶液加水稀釋至1L，此時(shí)溶液的pH＝??????????? 。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ．（1）①0.13mol/(L·min）(2分）?? ②放(1分）?? 0.17(2分）

（2）CH3OH(l)+O2(g)＝CO(g)+2H2O(l）? ΔH ＝－442.8 kJ／mol (2分)

Ⅱ．（1）正(1分）?????? FePO4+e-+Li+＝LiFePO4 (2分）?? （2）0.168(2分）?? 2(2分)

【解析】

試題分析：Ⅰ．（1）①由表格數(shù)據(jù)和反應(yīng)的化學(xué)方程式可知可知，氫氣的物質(zhì)的量與CO2的物質(zhì)的量是相等的，則二氧化碳的濃度變化為1.6mol÷2L＝0.8mol/L，則v=0.8mol/L÷6min＝0.13mol/(L·min)；

②溫度升高，氫氣的含量減少，則升高溫度平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

?????????????? H2O（g）+CO（g）CO2（g）+H2（g）

初始濃度   0.5mol/L   1mol/L     ?? 0       ??  0

轉(zhuǎn)化濃度  0.2mol/L   0.2mol/l  ??? 0.2mol/l  0.2mol/l

平衡濃度  0.3mol/L  0.8mol/L  ??? 0.2mol/l  0.2mol/l

則K==0.17

(2)已知在常溫常壓下：① 2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋ 4H2O(g） ΔH ＝－1275.6 kJ／mol、

② 2CO (g)+ O2(g)＝2CO2(g） ΔH ＝－566.0 kJ／mol、③ H2O(g)＝H2O(l） ΔH＝－44.0 kJ／mol，則根據(jù)蓋斯定律可知（①－②+③×4）÷2即得到甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式CH3OH(l)+O2(g)＝CO(g)+2H2O(l）? ΔH ＝－442.8 kJ／mol。

Ⅱ．（1）放電時(shí)鐵元素的化合價(jià)由+3價(jià)降低到+2價(jià)，得到電子，因此是正極，電極反應(yīng)式為FePO4+e-+Li+＝LiFePO4；

（2）硫酸銅和氯化鈉的物質(zhì)的量均是0.01mol，由于通過(guò)0.02mol電子，因此銅離子青海方，氯離子不足，即氯離子完全放電后溶液中的氫氧根離子又放電。所以電解過(guò)程可以看做是3個(gè)階段，度÷第一階段相當(dāng)于是電解氯化銅，第二階段是電解硫酸銅，所以陽(yáng)極產(chǎn)生氯氣是0.01mol÷2＝0.005mol，氧氣是（0.02mol－0.01mol）÷4＝0.0025mol，則體積共計(jì)是（0.005mol+0.0025mol）×22.4L/mol＝0.168L。氧氣是0.0025mol，則根據(jù)反應(yīng)式2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑可知產(chǎn)生氫離子的物質(zhì)的量是0.0025mol×4＝0.01mol，氫離子濃度是0.01mol÷1L＝0.01mol/L，則pH＝2。

考點(diǎn)：考查可逆反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算、蓋斯定律應(yīng)用以及電解原理的有關(guān)判斷