Question

(17分)运用化学反应原理研究碳的化合物具有重要意义。

（1）常温下可用于检测CO，反应原理为：。向2L密闭容器中加入足量，并通人1molCO，CO₂的体积分数随时间的变化如下图所示。

①0～0.5min内的平均反应速率_____________。

②保持温度和体积不变，若开始加入CO(g)的物质的量是原来的2倍，则下列说法正确的是____________(填代号)。

a．生成I₂的质量为原来的2倍

b．混合气体的平均摩尔质量不变

c．达到平衡的时间为原来的2倍

d．混合气体的密度不变

③反应达a点时，欲增大容器中的体积分数，可采取的措施为____________。

（2）以为催化剂，可以将的混合气体直接转化为乙酸。

①若该反应的原子利用率为100％，则______________。

②在25℃下，将pH=a的氢氧化钠溶液与pH=b的醋酸溶液等体积混合，若两溶液恰好完全反应，则________14(填“>”、“<”或“=”)；该温度下醋酸的电离常数K=__________(用含a、b的式子表示)。

（3）利用反应可以处理汽车尾气，若将该反应设计为原电池，用熔融Na₂O作电解质，其正极电极反应式为________________________________。

Answer

（1）①0.8mol/(L·min) ②ab ③降低温度

（2）①2 ②＞

（3）2NO2+8e-=N2+4O2-

【解析】

试题分析：（1）①因为所给反应为气体体积前后不变的反应，0.5min时CO2的体积分数为0.80，即CO2的物质的量为0.8mol，故CO的物质的量变化量也是0.8mol，0～0.5min内的平均反应速率=0.8mol/(L·min)。②保持温度和体积不变，若开始加入CO(g)的物质的量是原来的2倍，则生成I2的质量为原来的2倍，混合气体的总质量是原来的2倍、总物质的量是原来的2倍故平均摩尔质量不变，密度是原来的2倍，浓度增大导致反应速率增大、达平衡的时间减少，故ab正确。③反应达a点时，欲增大容器中的体积分数，即使平衡向正反应方向移动，因该反应为放热反应，故可降低温度。

（2）①由题意COx+CH4→CH3COOH，若该反应的原子利用率为100％，则根据元素守恒，x=2；②pH=a的氢氧化钠溶液与pH=b的醋酸溶液等体积混合，若两溶液恰好完全反应，则说明c(CH3COOH)=c(NaOH)=10-(14-a)mol/L，醋酸pH=b，所以醋酸中氢离子浓度为10-bmol/L，醋酸为弱酸，电离程度小于1，即10-b/10-(14-a)＜1，a+b＞14；该温度下醋酸的电离常数K=；

（3）原电池正极发生还原反应，根据总反应可知NO2得电子被还原，生成氮气，故电极反应为：2NO2+8e-=N2+4O2-。

考点：考查化学反应速率、化学平衡、pH的计算、电极反应方程式的书写等知识。