2010年11月30日,聯(lián)合國氣候大會在墨西哥坎昆召開,討論全球變暖問題.二氧化碳是主要的溫室氣體,請根據(jù)題目要求,回答下列問題:
(Ⅰ)二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成鹽.
標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24LCO2通入150mL 1mol/LNaOH溶液中,氣體完全被吸收.所得鹽溶液中各種離子濃度由大到小的順序為:
 

(Ⅱ)將CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物可有效實現(xiàn)碳循環(huán),利用催化劑可以將CO2和H2轉(zhuǎn)化成甲醇.反應(yīng)的化學(xué)方程式為3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g).
(1)利用此反應(yīng)可設(shè)計成酸性環(huán)境下的原電池,減少CO2排放量.則原電池正極的電極反應(yīng)式為
 

(2)某溫度下,在密閉容器內(nèi),發(fā)生上述反應(yīng),并測得不同時間CO2和H2的濃度如表
時間/S c(CO2)mol/L c(H2)mol/L
0 1.00×10-1 3.00×10-1
1 8.50×10-2 2.55×10-1
2 6.50×10-2 1.95×10-1
3 5.50×10-2 1.65×10-1
4 5.00×10-2 1.50×10-1
5 5.00×10-2 1.50×10-1
請回答下列問題
①在上述條件下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)的△H
 
0(填>,<,=).前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CO2)=
 

②保持溫度不變,在另一容器中進(jìn)行上述反應(yīng),某一時刻測得c(CO2)=5.00×10-2mol/L,
c(H2)=2.00×10-1mol/L,c(CH3OH)=5.00×10-2mol/L,c(H2O)=5.00×10-1mol/L,此時反應(yīng)向
 
(正或逆)反應(yīng)方向進(jìn)行(若是平衡狀態(tài),此空不填).
③上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,恒溫恒容條件下,密閉容器中再充入1.00×10-3mol/L CO2和3.00×10-3mol/LH2,達(dá)新平衡后CO2百分含量將
 
(增大、減小或不變).
分析:(Ⅰ)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24LCO2通入150mL 1mol/LNaOH溶液中,發(fā)生2CO2+3NaOH=Na2CO3+NaHCO3+H2O,結(jié)合方程式以及鹽類水解的進(jìn)行判斷;
(Ⅱ)(1)原電池正極發(fā)生還原反應(yīng),CO2被還原生成CH3OH;
(2)①根據(jù)△H-T?△S<0判斷△H;結(jié)合c=
△c
△t
計算;
②由表中數(shù)據(jù)可知,達(dá)到平衡時c(CO2)=5.00×10-2mol/L,c(H2)=1.50×10-1mol/L,則c(CH3OH)=c(H2O)=5.00×10-2mol/L,k=
(5.00×10-2)2
5.00×10-2×(1.5×10-1)3
=14.8,結(jié)合平衡常數(shù)判斷;
③上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,恒溫恒容條件下,密閉容器中再充入1.00×10-3mol/L CO2和3.00×10-3mol/LH2,原料配比數(shù)與原配比數(shù)相等,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動.
解答:解:(Ⅰ)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24LCO2通入150mL 1mol/LNaOH溶液中,發(fā)生2CO2+3NaOH=Na2CO3+NaHCO3+H2O,由于CO32-水解程度大于HCO3-,則c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),故答案為:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+);
(Ⅱ)(1)原電池正極發(fā)生還原反應(yīng),CO2被還原生成CH3OH,電極方程式為CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O,故答案為:CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O;
(2)①反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,則△H-T?△S<0,因△S<0,則△H<0才能進(jìn)行,c(CO2)=
△c
△t
=
3.5×10-2mol/L
2s
=1.75×10-2mol/(L?s),
故答案為:<;1.75×10-2mol/(L?s);
②由表中數(shù)據(jù)可知,達(dá)到平衡時c(CO2)=5.00×10-2mol/L,c(H2)=1.50×10-1mol/L,則c(CH3OH)=c(H2O)=5.00×10-2mol/L,k=
(5.00×10-2)2
5.00×10-2×(1.5×10-1)3
=14.8,某一時刻測得c(CO2)=5.00×10-2mol/L,c(H2)=2.00×10-1mol/L,c(CH3OH)=5.00×10-2mol/L,c(H2O)=5.00×10-1mol/L,
則Qc=
5.00×10-2 ×5.00×10-1
5.00×10-2×(2×10-1)3
=62.5>Ksp,則平衡向逆反應(yīng)分析移動,
故答案為:逆;
③上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,恒溫恒容條件下,密閉容器中再充入1.00×10-3mol/L CO2和3.00×10-3mol/LH2,原料配比數(shù)與原配比數(shù)相等,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動,則達(dá)新平衡后CO2百分含量將減小,故答案為:減。
點評:本題考查較為綜合,涉及離子濃度大小比較、原電池以及化學(xué)平衡的計算等問題,綜合考查學(xué)生的分析能力,為高考常見題型和高頻考點,難度中等,注意利用平衡常數(shù)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

同步練習(xí)冊答案