2019高考化學(xué)大二輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)大題專攻練（四）物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選考).doc

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(四)基本理論綜合應(yīng)用 1．中國首臺靜默移動發(fā)電站MFC30已正式問世，MFC30是基于甲醇重整制氫燃料電池的發(fā)電技術(shù)。 (1)甲醇制氫方式主要有以下三種： 反應(yīng)Ⅰ：甲醇水蒸氣重整制氫：CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)　ΔH1＝＋49.4 kJmol－1 反應(yīng)Ⅱ：甲醇分解制氫：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)　ΔH2＝＋90.6 kJmol－1 反應(yīng)Ⅲ：氣態(tài)甲醇氧化重整制氫同時(shí)生成二氧化碳和氫氣。 ①已知CO的燃燒熱為283.0 kJmol－1，則反應(yīng)Ⅲ的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為________________________________________________________________________。 ②這三種制氫方式中，等量的甲醇產(chǎn)生氫氣最多的是反應(yīng)________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。 (2)實(shí)驗(yàn)室模擬反應(yīng)Ⅰ甲醇水蒸氣重整制氫，合成氣組成n(CH3OH)∶n(H2O)＝1∶1時(shí)，體系中甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。 ①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為________。 ②當(dāng)溫度為250 ℃、壓強(qiáng)為p2時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)為________。 ③圖中的壓強(qiáng)由小到大的順序是________________________________________________________________________。 (3)MFC30燃料電池是以氫為燃料，Li2CO3與K2CO3混合的碳酸鹽為電解質(zhì)的高溫型燃料電池，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________， 正極上通入的氣體為____________。 解析：(1)已知三個(gè)反應(yīng)①反應(yīng)ⅠCH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)　ΔH1＝＋49.4 kJmol－1，②反應(yīng)ⅡCH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)　ΔH2＝＋90.6 kJmol－1，③CO的燃燒熱為283.0 kJmol－1，CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJmol－1，由蓋斯定律②＋③得反應(yīng)Ⅲ的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為CH3OH(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－192.4 kJmol－1；1 mol 甲醇產(chǎn)生氫氣分別為3 mol、2 mol、2 mol，最多的是反應(yīng)Ⅰ。 (2)①反應(yīng)Ⅰ甲醇水蒸氣重整制氫：CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)　ΔH1＝＋49.4 kJmol－1，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝。 ②CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) 起始/mol 1 1 0 0 反應(yīng)/mol 0.82 0.82 0.82 30.82 平衡/mol 0.18 0.18 0.82 2.46 反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)為2.46/(0.18＋0.18＋0.82＋2.46)≈0.676。③由方程式CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)，相同溫度時(shí)，減小壓強(qiáng)，平衡正向移動，CH3OH轉(zhuǎn)化率增大，由圖可知從p3到p1壓強(qiáng)減小，圖中的壓強(qiáng)由小到大的順序是p1＜p2＜p3。(3)燃料電池中通入燃料的電極是負(fù)極，通入氧化劑的電極是正極，負(fù)極是H2作還原劑，H2－2e－＋CO===H2O＋CO2，正極上氧氣得電子和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸根離子，電極反應(yīng)式為O2＋2CO2－4e－===2CO，故正極要不斷通入O2(或空氣)、CO2。 答案：(1)①CH3OH(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.4 kJmol－1 ②Ⅰ (2)①K＝ ②67.6%(或0.676或0.68)?、踦1＜p2＜p3 (3)H2－2e－＋CO===H2O＋CO2　O2(或空氣)、CO2 2．合理利用或轉(zhuǎn)化NO2、SO2、CO、NO等污染性氣體是人們共同關(guān)注的課題。 Ⅰ.某化學(xué)課外小組查閱資料后得知：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步： ①2NO(g)N2O2(g)(快)　v1正＝k1正c2(NO)，v1逆＝k1逆c(N2O2)　ΔH1＜0 ②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢) v2正＝k2正c(N2O2)c(O2)，v2逆＝k2逆c2(NO2)　ΔH2＜0 請回答下列問題： (1)反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＝________(用含ΔH1和ΔH2的式子表示)。一定溫度下，反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)，寫出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示平衡常數(shù)的表達(dá)式K＝________。 (2)決定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)反應(yīng)速率的是反應(yīng)②，反應(yīng)①的活化能E1與反應(yīng)②的活化能E2的大小關(guān)系為E1________E2(填“＞”“＜”或“＝”)。 Ⅱ.(3)反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)，在一定條件下N2O4與NO2的消耗速率與自身壓強(qiáng)有如下關(guān)系：v(N2O4)＝k1p(N2O4)，v(NO2)＝k2p2(NO2)。其中k1、k2是與溫度有關(guān)的常數(shù)。一定溫度下，相應(yīng)的速率與壓強(qiáng)關(guān)系如圖所示，在圖中標(biāo)出的點(diǎn)中，能表示該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的兩個(gè)點(diǎn)是____________________，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)在25 ℃時(shí)，將a molL－1的氨水溶液與0.02 molL－1 HCl溶液等體積混合后溶液恰好呈中性(忽略溶液混合后體積的變化)，用含a的表達(dá)式表示25 ℃時(shí)NH3H2O的電離常數(shù)Kb＝____。用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17%，密度為0.93 gcm－3的氨水，配制200 mL a molL－1的氨水溶液，所需原氨水的體積V＝________ mL。 (5)如圖電解裝置可將霧霾中的NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH和SO。物質(zhì)A的化學(xué)式為______________________，陰極的電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________。 解析：Ⅰ.(1)①2NO(g)N2O2(g)；②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)，而目標(biāo)反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＝①＋②＝ΔH1＋ΔH2，由K＝，結(jié)合v正、v逆的定義，可得K＝。(2)因?yàn)闆Q定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)速率的是反應(yīng)②，所以反應(yīng)①的活化能E1遠(yuǎn)小于反應(yīng)②的活化能E2。Ⅱ.(3)滿足平衡條件v(NO2)＝2v(N2O4)即為平衡點(diǎn)，B、D點(diǎn)的壓強(qiáng)之比等于其反應(yīng)速率之比為1∶2，所以B、D為平衡點(diǎn)。(4)反應(yīng)后溶液中c(NH)＝c(Cl－)＝0.01 molL－1，c(NH3H2O)＝ molL－1－c(NH)＝ molL－1，c(OH－)＝10－7 molL－1，則Kb＝＝＝(210－9)/(a－0.02)；設(shè)氨水的體積為V mL，則根據(jù)稀釋定律可知：V0.93 gcm－317%＝17 gmol－1a molL－10.2 L，解得V≈21.5a mL。(5)NO得電子生成銨根離子，離子方程式為NO＋5e－＋6H＋===NH＋H2O，為陰極反應(yīng)，陽極上SO2失電子形成硫酸。 答案：(1)ΔH1＋ΔH2　 (2)＜ (3)B、D　圖中只有D點(diǎn)的NO2的消耗速率是B點(diǎn)N2O4的消耗速率的2倍，所以表示達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的點(diǎn)是B、D (4)或　21.5a或或 (5)H2SO4　NO＋6H＋＋5e－===NH＋H2O 3．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保要求不斷提高，CO2的捕集利用技術(shù)成為研究的重點(diǎn)。 Ⅰ.工業(yè)上使用的捕碳劑有NH3和(NH4)2CO3，它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng)： NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)　ΔH1 2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)　ΔH2 (NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g) 2NH4HCO3(aq)　ΔH3 則ΔH3＝________(用含ΔH1、ΔH2的表達(dá)式表示)。 Ⅱ.目前國際空間站處理CO2的一個(gè)重要方法是將CO2還原，所涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式為CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)，已知：H2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而增加。 (1)該反應(yīng)的ΔS________0(填“＞”“＝”或“＜”)，該反應(yīng)的ΔH________0(填“＞”或“＜”)。 (2)在恒容密閉容器中通入等物質(zhì)的量的CO2和H2并發(fā)生上述反應(yīng)，溫度T下，CO2物質(zhì)的量濃度c(CO2)隨時(shí)間t變化的曲線如圖所示。下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 A．體系壓強(qiáng)保持不變 B．混合氣體密度保持不變 C．甲烷和水蒸氣的物質(zhì)的量之比保持不變 D．H2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持不變 (3)溫度T下，反應(yīng)前20 s的平均速率v(H2)＝________(用含a、b的代數(shù)式表示)。 (4)溫度T下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________(用含a、b的代數(shù)式表示)。 (5)若降低溫度，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，則v(正)________；CO2轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“減小”或“不變”)。 Ⅲ.工業(yè)上常用高濃度的K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用電解法使K2CO3溶液再生，其裝置示意圖如下： (1)在陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)包括__________________________和H＋＋HCO===CO2↑＋H2O。 (2)簡述CO在陰極區(qū)再生的原理：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：Ⅰ.根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)3＝2反應(yīng)1－反應(yīng)2，所以ΔH3＝2ΔH1－ΔH2。 Ⅱ.(1)這是一個(gè)氣體體積減小的反應(yīng)，所以反應(yīng)熵變ΔS＜0。因?yàn)闇囟壬邥r(shí)，平衡體系H2的體積分?jǐn)?shù)增大，即平衡逆向移動，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＜0。(2)A.反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)，氣體物質(zhì)的量減小，反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，氣體物質(zhì)的量增大。當(dāng)容器體積不變時(shí)，二者都會導(dǎo)致體系壓強(qiáng)改變，所以體系壓強(qiáng)不變的狀態(tài)一定是化學(xué)平衡狀態(tài)，A正確。由于反應(yīng)進(jìn)行過程中氣體的質(zhì)量始終保持不變，容器體積不變時(shí)，混合氣體密度始終不變，所以混合氣體密度不變時(shí)不一定是化學(xué)平衡狀態(tài)，B錯(cuò)誤。反應(yīng)開始時(shí)只有CO2和H2，所以生成的CH4與H2O物質(zhì)的量之比始終為1∶2，則CH4與H2O物質(zhì)的量之比保持不變時(shí)不一定是化學(xué)平衡狀態(tài)，C錯(cuò)誤。反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)H2質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)H2質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，所以H2質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變時(shí)，一定是該反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，D正確。(3)前20 s Δc(CO2)＝(a－b) molL－1，則v(CO2)＝，v(H2)＝4＝ molL－1s－1。(4)平衡建立過程中，反應(yīng)消耗CO2(a－b) molL－1，則參加反應(yīng)的H2為4(a－b) molL－1，生成CH4：(a－b) molL－1、H2O：2(a－b) molL－1，所以反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，CO2：b molL－1，H2：[a－4(a－b)] molL－1＝(4b－3a) molL－1，CH4：(a－b) molL－1，H2O：2(a－b) molL－1，K＝。(5)溫度降低時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率減小，重新建立平衡后，v(正)也減小。由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度后平衡正向移動，所以CO2的轉(zhuǎn)化率增大。 Ⅲ.K2CO3溶液吸收CO2生成KHCO3，溶液中存在的離子包括K＋、H＋、HCO、CO、OH－。 (1)電解時(shí)還原性最強(qiáng)的OH－在陽極放電生成O2，反應(yīng)原理為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，反應(yīng)的OH－來源于水，所以電解時(shí)陽極產(chǎn)生H＋，H＋＋HCO===CO2↑＋H2O。(2)陰極區(qū)氧化性最強(qiáng)的H＋放電生成H2，H＋主要來源于水，所以電解時(shí)陰極產(chǎn)生OH－，OH－＋HCO===H2O＋CO，使CO得到再生。 答案：Ⅰ.2ΔH1－ΔH2 Ⅱ.(1)＜?。肌?2)A、D　(3) molL－1s－1 (4)　(5)減小　增大 Ⅲ.(1)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　(2)陰極H＋放電產(chǎn)生H2，OH－濃度變大并與HCO反應(yīng)使CO再生 4．(1)催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明，在催化劑Cu/ZnO存在下，CO2和H2可發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)，分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下： Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－53.7 kJmol－1 Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 已知：①CO和H2的燃燒熱分別為283.0 kJmol－1和285.8 kJmol－1 ②H2O(l)===H2O(g)　ΔH3＝＋44.0 kJmol－1 反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________；反應(yīng)Ⅱ的ΔH2＝________ kJmol－1。 (2)某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時(shí)，改變某一條件對反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)平衡的影響，得到如圖1所示關(guān)系，圖中p表示壓強(qiáng)，T表示溫度，α表示平衡轉(zhuǎn)化率。若此反應(yīng)在低溫條件下自發(fā)進(jìn)行，則p1________p2(填“＞”“＜”或“＝”)。 (3)常溫下，用0.100 0 molL－1的鹽酸滴定20.00 mL未知濃度的Na2CO3溶液，溶液的pH與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖2所示。已知b、d點(diǎn)分別為用酚酞和甲基橙作指示劑的滴定終點(diǎn)。 ①比較b點(diǎn)和d點(diǎn)時(shí)水的電離程度b________d(填“＞”“＜”或“＝”)。 ②寫出滴定過程中c～d段反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③滴定時(shí)，加入鹽酸10 mL時(shí)，溶液中各粒子濃度的關(guān)系正確的是________。 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)乙醛酸(HOOCCHO)是有機(jī)合成的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對電解法”生產(chǎn)乙醛酸，原理如圖3所示，該裝置中陰、陽兩極均為惰性電極，兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸，其中乙二醛與M電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸。 ①N電極上的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。 ②若有4 mol H＋通過質(zhì)子交換膜，并完全參與了反應(yīng)，則該裝置中生成的乙醛酸為________ mol。 解析：(1)根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知，K＝。由熱化學(xué)方程式：a.CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJmol－1；b.H2(g)＋O2(g)H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJmol－1；c.H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJmol－1。根據(jù)蓋斯定律，b－a＋c即可得反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－285.8 kJmol－1＋283.0 kJmol－1＋44 kJmol－1＝＋41.2 kJmol－1。(2)根據(jù)圖像可知當(dāng)壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度升高A的轉(zhuǎn)化率降低，結(jié)合勒夏特列原理：溫度升高平衡向吸熱的方向移動，由此可以推知正反應(yīng)ΔH＜0；又因?yàn)樵摲磻?yīng)可以在低溫時(shí)自發(fā)進(jìn)行，根據(jù)ΔH－TΔS＜0時(shí)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，推出ΔS＜0，故a＋b＞c，根據(jù)勒夏特列原理：當(dāng)溫度一定時(shí)，壓強(qiáng)增大平衡向氣體分子總數(shù)減小的方向移動，可推知壓強(qiáng)增大平衡正向移動，A的轉(zhuǎn)化率增大，所以p1＞p2。(3)①用鹽酸滴定碳酸鈉溶液的過程中，用酚酞作指示劑時(shí)滴定的終點(diǎn)產(chǎn)物為NaHCO3，二者的反應(yīng)比例為1∶1，即圖像中的b點(diǎn)，用甲基橙作指示劑時(shí)滴定的終點(diǎn)產(chǎn)物為H2CO3，二者的反應(yīng)比例為2∶1，即圖像中的d點(diǎn)，NaHCO3促進(jìn)水的電離，H2CO3抑制水的電離，故水的電離程度：b＞d。②滴定過程中b點(diǎn)到d點(diǎn)之間溶液中已經(jīng)沒有Na2CO3，只有NaHCO3，所以只發(fā)生NaHCO3與鹽酸的反應(yīng)。③加入鹽酸10 mL時(shí)，溶液中有NaHCO3和NaCl以及剩余的Na2CO3，三者的物質(zhì)的量之比為1∶1∶1，CO的水解程度大于HCO，且二者均為少部分水解，故c(Na＋)＞c(HCO)＞c(Cl－)＞c(CO)＞c(OH－)＞c(H＋)，a正確；b、c、d三個(gè)選項(xiàng)考查溶液中離子之間的守恒關(guān)系，只有c項(xiàng)正確。(4)①N電極上HOOCCOOH得電子生成HOOCCHO，配平方程式即可。②陰、陽極各生成2 mol乙醛酸，共4 mol。 答案：(1)?。?1.2 (2)＞ (3)①＞　②H＋＋HCO===CO2↑＋H2O或H＋＋HCO===H2CO3?、踑c (4)①HOOCCOOH＋2e－＋2H＋===HOOCCHO＋H2O　②4 5．霧霾中含有多種污染物，包括氮氧化物(NOx)、CO、SO2等。它們可以通過化學(xué)反應(yīng)得到一定的消除或轉(zhuǎn)化。 (1)氮硫的氧化物的轉(zhuǎn)化：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　ΔH 已知：①NO(g)＋O2(g)NO2(g) ΔH1＝－56.5 kJmol－1 ②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH2＝－196.6 kJmol－1 則ΔH＝________ kJmol－1。 一定條件下，將NO2與SO2以一定比例置于恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有________。 a．混合氣體的密度不變 b．混合氣體的顏色保持不變 c．SO3和NO的體積比保持不變 d．反應(yīng)速率v(NO2)∶v(SO2)∶v(SO3)∶v(NO)＝1∶1∶1∶1 (2)碳氧化物的轉(zhuǎn)化： ①CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO＋2H2CH3OH，在一恒溫恒容密閉容器中充入1 mol CO和2 mol H2進(jìn)行上述反應(yīng)。測得CO和CH3OH(g)濃度隨時(shí)間變化如圖1所示。 則0～4 min內(nèi)，氫氣的反應(yīng)速率為__________ molL－1min－1；第4 min后，保持溫度不變，向該密閉容器中再充入1 mol CO和1 mol CH3OH(g)，則平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移動。 ②通過電解CO制備CH4，電解液為碳酸鈉溶液，工作原理如圖2所示，寫出陰極的電極反應(yīng)式________________________________________________________________________。 若以甲醇燃料電池作為電源，則生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12 L CH4需要消耗CH3OH的質(zhì)量為________。 (3)硫氧化物的轉(zhuǎn)化：硫的氧化物與一定量氨氣、空氣反應(yīng)，可生成硫酸銨。硫酸銨水溶液呈酸性的原因是____________________(用離子方程式表示)；室溫時(shí)，向(NH4)2SO4溶液中滴入NaOH溶液至溶液呈中性，則所得溶液中微粒濃度大小關(guān)系：c(Na＋)________(填“＞”“＜”或“＝”)c(NH3H2O)。 解析：(1)根據(jù)蓋斯定律，由(②－①2)可得：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　ΔH＝－41.8 kJmol－1?；旌蠚怏w的質(zhì)量恒定，在恒容容器中混合氣體的密度保持不變，a項(xiàng)不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；混合氣體的顏色保持不變，說明NO2的濃度不變，b項(xiàng)可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；SO3和NO的體積比始終是一定值，c項(xiàng)不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；反應(yīng)速率之比始終等于系數(shù)之比，d項(xiàng)不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。(2)①由題圖1可知，0～4 min內(nèi)，CO的濃度減少了0.75 molL－1，則v(CO)＝＝0.187 5 molL－1min－1，根據(jù)反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比，v(H2)＝2v(CO)＝0.375 molL－1min－1。第4 min平衡時(shí)，c(CO)＝0.25 molL－1，c(H2)＝0.5 molL－1，c(CH3OH)＝0.75 molL－1，故平衡常數(shù)K＝＝12，再充入1 mol CO和1 mol CH3OH(g)后，Qc＝＝5.6，Qc＜K，平衡正向移動。②由題圖2知，陰極上CO發(fā)生還原反應(yīng)生成CH4，電極反應(yīng)式為CO＋6e－＋5H2O===6OH－＋CH4，根據(jù)陰極反應(yīng)式可知，每生成1 mol CH4轉(zhuǎn)移6 mol電子，甲醇燃料電池的總反應(yīng)為CH3OH＋O2===CO2＋2H2O，則每消耗1 mol甲醇轉(zhuǎn)移6 mol電子，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12 L(0.05 mol)甲烷時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移0.3 mol電子，消耗n(CH3OH)＝0.05 mol，故m(CH3OH)＝0.05 mol32 gmol－1＝1.6 g。(3)(NH4)2SO4為強(qiáng)酸弱堿鹽，NH水解使溶液顯酸性：NH＋H2ONH3H2O＋H＋。向(NH4)2SO4溶液中滴入NaOH溶液至溶液呈中性，則c(H＋)＝c(OH－)，根據(jù)電荷守恒可得：c(NH)＋c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋2c(SO)，根據(jù)物料守恒得：c(NH)＋c(NH3H2O)＝2c(SO)，聯(lián)立上述各式可得：c(Na＋)＝c(NH3H2O)。 答案：(1)－41.8　b (2)①0.375　正向?、贑O＋6e－＋5H2O===6OH－＋CH4　1.6 g (3)NH＋H2O NH3H2O＋H＋?。? 6．研究和深度開發(fā)二氧化碳的應(yīng)用對發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，構(gòu)建生態(tài)文明社會具有重要的意義。 CO2與H2在一定條件下反應(yīng)可合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)CH2===CH2(g)＋4H2O(g)　ΔH1 已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2＝－480 kJmol－1 CH2===CH2(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH3＝－1 400 kJmol－1 (1)ΔH1＝________。 (2)科學(xué)家用氮化鎵與銅組裝成如圖1所示的人工光合系統(tǒng)，利用該裝置成功地以CO2和H2O為原料合成了CH4。銅電極表面的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________； 為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率，可向裝置中加入少量________(填“鹽酸”或“硫酸”)。 (3)①CO2和H2充入一定體積的恒容密閉容器中，在兩種溫度下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖2所示。 該反應(yīng)的ΔH________(填“＞”或“＜”)0，曲線Ⅰ、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為KⅠ________(填“＞”“＝”或“＜”)KⅡ。 ②一定溫度下，在容積相同且固定的兩個(gè)密閉容器中，按如下方式加入反應(yīng)物發(fā)生①中反應(yīng)，一段時(shí)間后達(dá)到平衡。 容器 甲 乙 反應(yīng)物 投入量 1 mol CO2、 3 mol H2 a mol CO2、3a mol H2、b mol CH3OH(g)、b mol H2O(g) 若甲中平衡后氣體的壓強(qiáng)為開始的，要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分?jǐn)?shù)相等，且起始時(shí)維持化學(xué)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，則b的取值范圍為________。 (4)可用K2CO3溶液吸收化學(xué)反應(yīng)中生成的CO2，常溫下pH＝10的K2CO3溶液中水電離的OH－的物質(zhì)的量濃度為________。常溫下，0.1 molL－1 KHCO3溶液的pH＞8，則溶液中c(H2CO3)________(填“＞”“＝”或“＜”)c(CO)。 解析：(1)根據(jù)蓋斯定律知，ΔH1＝3ΔH2－ΔH3＝(－4803＋1 400) kJmol－1＝－40 kJmol－1。(2)在銅電極表面，CO2得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成CH4：CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O。鹽酸中的Cl－易被氧化，加入硫酸合適。(3)①由題圖2可看出，曲線Ⅱ?qū)?yīng)的反應(yīng)先達(dá)到平衡，相應(yīng)的溫度高。升高溫度時(shí)，n(CH3OH)減小，說明平衡逆向移動，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH＜0。降低溫度，平衡正向移動，平衡常數(shù)KⅠ＞KⅡ。②設(shè)甲中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，CH3OH(g)、H2O(g)的物質(zhì)的量均為x，根據(jù)三段式可知：(1－x)＋(3－3x)＋x＋x＝(1＋3) mol，解得x＝0.4 mol，則平衡時(shí)CO2、H2、CH3OH(g)、H2O(g)的物質(zhì)的量分別為0.6 mol、1.8 mol、0.4 mol、0.4 mol。要使甲、乙兩容器中的平衡為等效平衡，則a＋b＝1；要使起始時(shí)維持化學(xué)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，則b＞0.4，由此可得0.4＜b≤1。(4)常溫下pH＝10的K2CO3溶液中，c(H＋)＝110－10 molL－1，c(OH－)＝110－4 molL－1，鹽溶液中的OH－是由水電離產(chǎn)生的。KHCO3溶液顯堿性，說明HCO的水解能力大于其電離能力，故c(H2CO3)＞c(CO)。 答案：(1)－40 kJmol－1 (2)CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O　硫酸 (3)①＜　＞?、?.4＜b≤1 (4)110－4 molL－1?。?