问题 填空题

I.“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题:

(1)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下二组数据:

实验组温度℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/min
COH2OH2CO
1650421.62.46
2900210.41.63
 

①实验1中以v (CO2)表示的反应速率为                (保留两位小数,下同)。

②该反应为      (填“吸”或“放”)热反应,实验2条件下平衡常数K=         

(2)已知在常温常压下:

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

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:                     

II.(1)海水中锂元素储量非常丰富,从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料。如LiFePO4电池某电极的工作原理如下图所示:

该电池的电解质为能传导Li+的固体材料。放电时该电极是电池的    极(填“正”或“负”),该电极反应式为         

(2)用此电池电解含有0.1 mol/L CuSO4和0.1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL,假如电路中转移了0.02 mole,且电解池的电极均为惰性电极,阳极产生的气体在标准状况下的体积是       L,将电解后的溶液加水稀释至1L,此时溶液的pH=           

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)

题目分析:Ⅰ.(1)①由表格数据和反应的化学方程式可知可知,氢气的物质的量与CO2的物质的量是相等的,则二氧化碳的浓度变化为1.6mol÷2L=0.8mol/L,则v=0.8mol/L÷6min=0.13mol/(L·min);

②温度升高,氢气的含量减少,则升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应;

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

初始浓度   0.5mol/L   1mol/L       0          0

转化浓度  0.2mol/L   0.2mol/l     0.2mol/l  0.2mol/l

平衡浓度 0.3mol/L  0.8mol/L     0.2mol/l  0.2mol/l

则K==0.17

(2)已知在常温常压下: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,则根据盖斯定律可知(①-②+③×4)÷2即得到甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)  ΔH =-442.8 kJ/mol。

Ⅱ.(1)放电时铁元素的化合价由+3价降低到+2价,得到电子,因此是正极,电极反应式为FePO4+e-+Li+=LiFePO4

(2)硫酸铜和氯化钠的物质的量均是0.01mol,由于通过0.02mol电子,因此铜离子青海方,氯离子不足,即氯离子完全放电后溶液中的氢氧根离子又放电。所以电解过程可以看做是3个阶段,度÷第一阶段相当于是电解氯化铜,第二阶段是电解硫酸铜,所以阳极产生氯气是0.01mol÷2=0.005mol,氧气是(0.02mol-0.01mol)÷4=0.0025mol,则体积共计是(0.005mol+0.0025mol)×22.4L/mol=0.168L。氧气是0.0025mol,则根据反应式2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑可知产生氢离子的物质的量是0.0025mol×4=0.01mol,氢离子浓度是0.01mol÷1L=0.01mol/L,则pH=2。

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