Question

【題目】“低碳循環”已引起各國家的高度重視，而如何降低大氣中CO2的含量和有效地開發利用CO2正成為化學家研究的主要課題．
（1）將不同量的CO（g）和H2O（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，進行反應CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g），得到如下三組數據：

實驗組	溫度℃	起始量/mol		平衡量/mol		達到平衡所需時間/min
		CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①實驗2條件下平衡常數K= ．
②實驗3中，若平衡時，CO的轉化率大于水蒸氣，則 的值（填具體值或取值范圍）．
③實驗4，若900℃時，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均為1mol，則此時V正 V逆（填“＜”，“＞”，“=”）．
（2）已知在常溫常壓下：寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態水的熱化學方程式： ．
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=﹣1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=﹣566.0kJ/mol
③H2O（g）=H2O（l）△H=﹣44.0kJ/mol
（3）已知草酸是一種二元弱酸，草酸氫鈉（NaHC2O4）溶液顯酸性．常溫下，向10mL 0.01molL﹣1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01molL﹣1 NaOH溶液時，比較溶液中各種離子濃度的大小關系；
（4）CO2在自然界循環時可與CaCO3反應，CaCO3是一種難溶物質，其Ksp=2.8×10﹣9 ． CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，現將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的濃度為2×10﹣4mol/L，則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為 mol/L．
（5）以二甲醚（CH3OCH3）、空氣、H2SO4為原料，鉑為電極可構成燃料電池，其工作原理與甲烷燃料電池的原理相似．請寫出該電池負極上的電極反應式： ．

Answer 1

【答案】
（1）
或0.17；＜1（填0＜a/b＜1亦可）；＜
（2）CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=﹣442.8 kJ∕mol
（3）c（Na+）＞c（HC2O4﹣）＞c（H+）＞c（C2O42﹣）＞c（OH﹣）
（4）5.6×10﹣5
（5）CH3OCH3﹣12e﹣+3H2O=3CO2+12H+
【解析】解：（1）①平衡時c（CO）= =0.8mol/L，c（H2）= =0.2mol/L，c（H2O）= =0.6mol/L，c（CO2）=c（H2）= =0.2mol/L，化學平衡常數K= = = 或0.17，故答案為： 或0.17；②根據方程式知，參加反應的CO的物質的量等于生成氫氣的物質的量，所以a﹣d=c，若平衡時，CO的轉化率大于水蒸氣，則 ， =1，其轉化率大于0，所以0＜ =1，故答案為：＜1 （填0＜a/b＜1亦可）；③c（CO）=c（H2）=c（H2O）=c（CO2）= =0.5mol/L，濃度商= =1＞K，說明平衡向逆反應方向移動，則V正＜V逆 ， 故答案為：＜；（2）①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=﹣1275.6kJ/mol②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=﹣566.0kJ/mol③H2O（g）=H2O（l）△H=﹣44.0kJ/mol將方程式 +2③得CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H= +2×（﹣44.0kJ/mol）=﹣442.8 kJ∕mol,故答案為：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=﹣442.8 kJ∕mol； （3）二者恰好反應生成草酸氫鈉，草酸氫鈉溶液呈酸性c（H+）＞c（OH﹣），則草酸氫根離子電離和水電離都生成氫離子，草酸氫根離子水解和電離程度較小，所以離子濃度大小順序是c（Na+）＞c（HC2O4﹣）＞c（H+）＞c（C2O42﹣）＞c（OH﹣），故答案為：c（Na+）＞c（HC2O4﹣）＞c（H+）＞c（C2O42﹣）＞c（OH﹣）；（4）混合溶液中c（Na2CO3）=1×10﹣4mol/L，根據溶度積常數得混合溶液中c（CaCl2）= =2.8×10﹣5mol/L，二者等體積混合時溶質濃度降為原來的一半，所以原來氯化鈣濃度為5.6×10﹣5mol/L，故答案為：5.6×10﹣5；（5）該燃料電池中，負極上二甲醚失電子和水反應生成二氧化碳和氫離子，電極反應式為CH3OCH3﹣12e﹣+3H2O=3CO2+12H+ ， 故答案為：CH3OCH3﹣12e﹣+3H2O=3CO2+12H+ ．
（1）①化學平衡常數K= ；②若平衡時，CO的轉化率大于水蒸氣，則 ； ③根據濃度商與化學平衡常數相對大小判斷反應方向，從而確定正逆反應速率相對大小；（2）根據蓋斯定律書寫；（3）草酸氫鈉（NaHC2O4）溶液顯酸性，說明草酸氫根離子電離程度大于水解程度，但水解和電離程度都較小；（4）c（CaCl2）= ；（5）該燃料電池中，負極上燃料失電子發生氧化反應．