Question

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
CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1．6	2．4	6
2	900	2	1	0．4	1．6	3

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＝            。

Answer

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)

【解析】

试题分析：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。

考点：考查可逆反应的有关计算、盖斯定律应用以及电解原理的有关判断