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(1)催化還原CO2是解決溫室效應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...

練習題2.02W

問題詳情：

(1)催化還原CO2是解決溫室效應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可發生兩個反應，分別生成CH3OH和CO。反應的熱化學方程式如下：

Ⅰ2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－53.7 kJ·mol－1

Ⅱ2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2

已知：①CO和H2的燃燒熱分別為283.0 kJ·mol－1和285.8 kJ·mol－1

②H2O(l)===H2O(g)　ΔH3＝＋44.0 kJ·mol－1

反應Ⅰ的平衡常數表示式K＝________；反應Ⅱ的ΔH2＝________kJ·mol－1。

(2)某化學科研小組研究在其他條件不變時，改變某一條件對反應aA(g)＋bB(g)cC(g)平衡的影響，得到如圖1所示關係，圖中p表示壓強，T表示溫度，α表示平衡轉化率。若此反應在低溫條件下自發進行，則p1____p2(填“>”“<”或“＝”)。

(3)常溫下，用0.100 0 mol·L－1的鹽*滴定20.00 mL未知濃度的Na2CO3溶液，溶液的pH與所加鹽*的體積關係如圖2所示。已知b、d點分別為用*酞和*基橙作指示劑的滴定終點。

①比較b點和d點時水的電離程度b________d(填“>”“<”或“＝”)。

②寫出滴定過程中c～d段反應的離子方程式：______________________________

________________________________________________________________________。

③滴定時，加入鹽*10 mL時，溶液中各粒子濃度的關係正確的是________。

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*(HOOCCHO)是有機合成的重要中間體。工業上用“雙極室成對電解法”生產乙醛*，原理如圖3所示，該裝置中*、陽兩極均為惰*電極，兩極室均可產生乙醛*，其中乙二醛與M電極的產物反應生成乙醛*。

①N電極上的電極反應式為__________________。

②若有4 mol H＋通過質子交換膜，並完全參與了反應，則該裝置中生成的乙醛*為________mol。

【回答】

解析：(1)根據平衡常數的定義可知，K＝。由熱化學方程式：(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1；b.H2(g)＋O2(g)H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1；c.H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1。根據蓋斯定律，由b－a＋c即可得反應Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1＋283.0 kJ·mol－1＋44 kJ·mol－1＝＋41.2 kJ·mol－1。(2)根據影象可知當壓強一定時，溫度升高，A的轉化率降低，結合勒夏特列原理：溫度升高平衡向吸熱的方向移動，由此可以推知正反應ΔH<0；又因為該反應可以在低溫時自發進行，根據ΔH－TΔS<0時反應自發進行，推出ΔS<0，故a＋b>c，根據勒夏特列原理：當溫度一定時，壓強增大平衡向氣體分子總數減小的方向移動，可推知壓強增大平衡正向移動，A的轉化率增大，所以p1>p2。(3)①用鹽*滴定碳**溶液的過程中，用*酞作指示劑時滴定的終點產物為NaHCO3，二者的反應比例為1∶1，即影象中的b點，用*基橙作指示劑時滴定的終點產物為H2CO3，二者的反應比例為2∶1，即影象中的d點，NaHCO3促進水的電離，H2CO3抑制水的電離，故水的電離程度：b>d。②滴定過程中b點到d點之間溶液中已經沒有Na2CO3，只有NaHCO3，所以只發生NaHCO3與鹽*的反應。③加入鹽*10 mL時，溶液中有NaHCO3和NaCl以及剩餘的Na2CO3，三者的物質的量之比為1∶1∶1，CO的水解程度大於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三個選項考查溶液中離子之間的守恆關係。(4)①N電極上HOOCCOOH得電子生成HOOCCHO，配平方程式即可。②*、陽極各生成2 mol乙醛*，共4 mol。