Question

【題目】碳元素及其化合物與人類的生活、生產(chǎn)息息相關(guān)，請(qǐng)回答下列問題：

（1）綠色植物的光合作用吸收CO2釋放O2的過(guò)程可以描述為以下兩步：

2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s) = 4(C3H6O3)+(s)+O2(g)+4e- △H=+1360 kJ·mol-1

12(C3H6O3)+(s)+12e-= C6H12O6(s，葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g) △H=-1200 kJ·mol-1

則綠色植物利用二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧氣的熱化學(xué)方程式為：_________。

（2）工業(yè)煉鐵時(shí)有如下副反應(yīng)：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) △H>0，該反應(yīng)能正向自發(fā)進(jìn)行的原因是_________________。某溫度時(shí)，把Fe和CO2放入體積固定的容器中，CO2 的起始濃度為2.0 molL-1，達(dá)到平衡后，CO的濃度為1.0 molL-1，則該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___________。如果平衡后，再通入一定量的CO，則CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)將________________。（填編號(hào)）

A.增大 B.減少 C.不變

（3）己知反應(yīng)Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) △H>0的逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的關(guān)系如下圖，ti—升溫，t2—達(dá)到平衡，請(qǐng)?jiān)趫D上畫出ti—t3時(shí)的v(逆)的變化曲線。_______

（4）用間接化學(xué)法除去CO的過(guò)程如下圖所示：己知電解池的陰極室中溶液的pH在4—6之間，寫出陰極的電極反應(yīng)式 ____________________________。

Answer 1

【答案】 6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12〇6(s，葡萄糖)+6O2(g) △H=+2880kJmol-1 ΔS>0，高溫條件可自發(fā)進(jìn)行 1.0 C 2HSO3-+2e_+2H+=S2O42-+2H2O

【解析】試題分析：(1)根據(jù)蓋斯定律計(jì)算二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧氣的焓變；

(2)影響反應(yīng)方向的因素有焓變和熵變；利用“三段式”計(jì)算Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)；再通入一定量的CO，平衡常數(shù)不變，CO、CO2的比例不變；(3)升溫正逆反應(yīng)速率均突然增大，平衡正向移動(dòng)，所以ti—t2之間逆反應(yīng)速率逐漸增大，t2達(dá)到平衡，ti—t2之間速率保持不變。（4）根據(jù)圖示陰極2HSO3-得電子生成S2O42-。

解析：(1)

① 2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s) = 4(C3H6O3)+(s)+O2(g)+4e- △H=+1360 kJ·mol-1

② 12(C3H6O3)+(s)+12e-= C6H12O6(s，葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g) △H=-1200 kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律，①×3+②得二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧氣的熱化學(xué)方程式6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12〇6(s，葡萄糖)+6O2(g) △H=+2880kJmol-1；

(2)影響反應(yīng)方向的因素有焓變和熵變，該反應(yīng)吸熱，根據(jù)焓變反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，所以該反應(yīng)能正向自發(fā)進(jìn)行的原因是ΔS>0，高溫條件可自發(fā)進(jìn)行；

Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)

開始 2.0 0

轉(zhuǎn)化 1.0 1.0

平衡 1.0 1.0

反應(yīng)的平衡常數(shù)；再通入一定量的CO，平衡常數(shù)不變，CO、CO2的比例不變,所以則CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)將不變；(3)升溫正逆反應(yīng)速率均突然增大，平衡正向移動(dòng)，所以ti—t2之間逆反應(yīng)速率逐漸增大，t2達(dá)到平衡，ti—t2之間速率保持不變圖像為。

（4）根據(jù)圖示陰極2HSO3-得電子生成S2O42-，電極反應(yīng)為2HSO3-+2e_+2H+=S2O42-+2H2O。