Question

碳及其化合物應(yīng)用廣泛。

I.工業(yè)上利用CO和水蒸汽反應(yīng)制氫氣，存在以下平衡:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

（1）沸石分子篩中含有硅元素，請寫出硅原子結(jié)構(gòu)示意圖__________。

（2）向1L恒容密閉容器中注人CO和H2o(g),830℃時測得部分數(shù)據(jù)如下表。則該溫度下反應(yīng)的平衡常

數(shù)K=______________。

（3）相同條件下，向1L恒容密閉容器中，同時注人1mol CO、1mol H2O(g),2molCO2和2mo1 H2，此時v(正 ) __________v(逆)(填“＞”“＝”或“＜”)

II.已知CO(g)+1/2 O2 (g)＝CO2 (g)????????????? △H＝一141 kJ·mol-1

2H2(g)+ O2(g)＝2H2O(g)??????????????????????? △H＝一484 kJ·mol-1

CH3OH（1）+3/2O2 (g)＝CO2(g)+2H2O(g)????????? △Hl＝一726 kJ·mol-1

（4）利用CO、H2化合制得液態(tài)甲醇的熱化學方程式為___________。

III.一種新型氫氧燃料電池工作原理如下圖所示

（5）寫出電極A的電極反應(yīng)式_____________。

（6）以上述電池電解飽和食鹽水，若生成0.2mo1 Cl2，則至少需通人O2的體積為_____L(標準狀況)。

 

Answer 1

【答案】

（1）　 （2分）

（2）1　 （3分）

（3）＜　　 （2分）

（4）CO(g) + 2H2(g)＝CH3OH(l)??? △H＝+101 kJ/mol?? （方程式對給１分，共3分）

（5）H2－2e－+ CO32－ ＝CO2 + H2O　 （3分）? （6）2.24�。�2分）

【解析】

試題分析：（1）硅因素位于第三周期第ⅣA族，因此原子結(jié)構(gòu)示意圖為。

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，平衡時CO和水蒸氣的濃度分別是0.080mol/L和0.180mol/L，其中消耗CO的濃度是0.200mol/L－0.080mol/L＝0.120mol/L，因此根據(jù)方程式可知生成CO2和氫氣的濃度均是0.120mol/L，實驗該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝1。

（3）相同條件下，向1L恒容密閉容器中，同時注人1mol CO、1mol H2O(g),2molCO2和2mo1 H2，則此時＝4＞1，所以反應(yīng)逆反應(yīng)方向進行，因此v(正 )＜v(逆)。

（4）已知① CO(g)+1/2 O2 (g)＝CO2 (g)? △H＝一141 kJ·mol-1、② 2H2(g)+ O2(g)＝2H2O(g)? △H＝一484 kJ·mol-1、③ CH3OH（1）+3/2O2 (g)＝CO2(g)+2H2O(g)? △Hl＝一726 kJ·mol-1，則根據(jù)蓋斯定律可知①+②-③即得到CO、H2化合制得液態(tài)甲醇的熱化學方程式為CO(g) + 2H2(g)＝CH3OH(l)??? △H＝+101 kJ/mol。

（5）原電池中負極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。則根據(jù)裝置圖可知，氫氣在A電極通入，因此A電極是負極，由于電解質(zhì)是熔融的碳酸鉀，而原電池中陰離子向負極移動，所以負極電極反應(yīng)式為H2－2e－+ CO32－ ＝CO2 + H2O。

（6）電解池中氯離子放電生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl－2e－＝Cl2↑，所以生成0.2mol氯氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.4mol。氧氣在反應(yīng)中得到4個電子，因此根據(jù)得失電子守恒可知消耗氧氣的物質(zhì)的量是0.4mol÷4＝0.1mol，在標準狀況下的體積是2.24L。

考點：考查原子結(jié)構(gòu)示意圖、平衡常數(shù)、熱化學方程式、電化學原理的應(yīng)用與有關(guān)計算