Question

【題目】碳的單質、化合物在生產生活中有廣泛應用。

（1）石墨是碳的一種單質。

已知：

C(石墨)+O2(g)=CO(g) △H=-110.5kJ·mol-1

H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1

則C(石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=___kJ·mol-1

②以石墨為電極電解飽和食鹽水，陽極的電極反應式是___。

（2）利用CO2生產甲醇：

CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H=-49.0kJ·mol-l

往密閉容器中充入CO2和H2，在一定條件下反應，CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。

①從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v(H2)=___mol.L-1.min-1。

②達到平衡后，改變下列條件，能使化學平衡向正反應方向移動的是____（填標號)。

A.升高溫度 B.再充入一定量的CO2 C.減小壓強

（3）醋酸是常見的弱酸。

①往CH3COOH溶液中加入同體積、同濃度的氨水混合溶液的導電性___(填“增強”或“減弱“)。

②25℃時，往CH3COOH溶液中加入NaOH溶液，當c(CH3COO－)=(Na+)時，溶液pH___7(填“或“<")

（4）碳酸鈉是一種重要碳酸鹽。

①往0.1mol·L-1的Na2CO3溶液中滴入幾滴酚酞試液，溶液呈現___色，原因是___(用離子方程式表示)。

②Na2CO3溶液可將鍋爐水垢中的CaSO4轉化為易除去的CaCO3：CaSO4(s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(ag)，25℃時該反應的平衡常數為___。[Ksp(CaCO3)=5.0×10-9，Ksp(CaSO4)=7.1×10-5]

Answer 1

【答案】+131.3 2Cl--2e-=Cl2↑ 0.45 B 增強 = 紅 CO32-+H2OHCO3-+OH- 1.42×104

【解析】

（1）根據C（石墨）、H2燃燒的熱化學方程式，利用蓋斯定律可寫出熱化學方程式并求出反應熱；陽極上氯離子失電子產生氯氣；

（2）①根據CO2和CH3OH（g）的濃度隨時間的變化的圖示，先根據甲醇的濃度變化計算出消耗的氫氣的濃度，再計算出氫氣的平均反應速率；

②根據平衡移動原理進行分析；

（3）①弱電解質轉為強電解質，導電性增強；

②根據電荷守恒c(CH3COO－)+c(OH-)=(Na+)+c(H+)判斷；

（4）①Na2CO3為強堿弱酸鹽，水解呈堿性；

②平衡常數K===。

（1）①C(石墨)+O2(g)=CO(g) △H1=-110.5kJ·mol-1；②H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H2=-241.8kJ·mol-1；根據蓋斯定律，由①-②得反應C(石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=△H1-△H2=-110.5kJ·mol-1-（-241.8kJ·mol-1）=+131.3kJ·mol-1；

②以石墨為電極電解飽和食鹽水，陽極上氯離子失電子產生氯氣，其電極反應式是2Cl--2e-=Cl2↑；

（2）①根據圖示可知，10min達到平衡狀態，甲醇濃度為1.5mol/L，由反應CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)可知，消耗氫氣的濃度為：1.5mol/L×3=4.5mol/L，氫氣平均反應速率為：=0.45mol/（Lmin）；

②反應CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H=-49.0kJ·mol-l為氣體體積縮小的放熱反應；

A.升高溫度，平衡向吸熱反應的方向，即向逆反應方向移動，選項A不符合；

B.再充入一定量的CO2，反應物的濃度增大，平衡正向移動，選項B符合；

C.減小壓強，平衡向氣體體積縮小的方向，即向逆反應方向移動，選項C不符合；

答案選B；

（3）①往CH3COOH溶液中加入同體積、同濃度的氨水，生成醋酸銨為強電解質，混合溶液中離子濃度增大，導電性增強；

②25℃時，往CH3COOH溶液中加入NaOH溶液，當c(CH3COO－)=(Na+)時，根據電荷守恒c(CH3COO－)+c(OH-)=(Na+)+c(H+)，因c(CH3COO－)=(Na+)，則c(OH-)=c(H+)，故溶液pH=7；

（4）①往0.1mol·L-1的Na2CO3溶液中滴入幾滴酚酞試液，Na2CO3為強堿弱酸鹽，水解呈堿性：CO32-+H2OHCO3-+OH-，溶液呈現紅色；

②25℃時，反應CaSO4(s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(ag)的平衡常數K=====1.42×104。