Question

（1）将1.8g碳置于2.24L（标准状况）O₂中充分燃烧，至全部反应物耗尽，测得放出热量30.65kJ，已知：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=﹣393.0kJ•mol^﹣1综合上述信息，请写出CO完全燃烧的热化学方程式      ．

（2）光气（COCl₂）是一种重要的化工原料，用于农药、医药、聚酯类材料的生产，工业上通过Cl₂（g）+CO（g）⇌COCl₂（g）△H＜0制备．如图1为某次模拟实验研究过程中容积为1L的密闭容器内各物质的浓度随时间变化的曲线．回答下列问题：

①若保持温度不变，在第8min加入体系中的三种物质各1mol，则平衡      移动（填“向反应正方向”、“向逆反应方向”或“不”）；

②若将初始投料浓度变为c（Cl₂）=0.8mol/L、c（CO）=0.6mol/L、c（COCl₂）=      mol/L，保持反应温度不变则最终达到化学平衡时，Cl₂的体积分数与上述第6min时Cl₂的体积分数相同；

③比较第8min反应温度T（8）与第15min反应温度T（15）的高低：T（8）      T（15）（填“＜”、“＞”、或“=”）

（3）将燃煤废气中的CO₂转化为二甲醚的反应原理为：2CO₂（g）+6H₂（g）CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）．

①已知一定条件下，该反应中CO₂的平衡转化率随温度、投料比的变化曲线如右上图2．在其他条件不变时，请在图3中画出平衡时CH₃OCH₃的体积分数随投料比变化的曲线图；

②二甲醚（CH₃OCH₃）燃料电池可以提升能量利用率．二甲醚酸性介质燃料电池的负极反应式为      ．

（4）常温下将amol•L^﹣1的醋酸与bmol•L^﹣1Ba（OH）₂溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c（Ba²⁺）=c（CH₃COO^﹣），则混合溶液中醋酸的电离常数Ka=      （ 含a和b的代数式表示）

Answer

（1） 2CO（g） + O2（g） = 2CO2（g） △H=-566 kJ·mol－1；（2）① 正反应方向；② 0.4 ；③ <；（3）①；② CH3OCH3－12e-+3H2O=2CO2+12H+；（4）。

【解析】

试题分析：（1）根据信息n（C）=1.8/12mol=0.15mol，n（O2）=2.24/22.4mol=0.1mol，因此有C＋O2=CO2氧气不足，碳过量，2C＋O2=2CO，碳不足，氧气过量，因此生成气体是CO和CO2的混合气体，设有xmolC转化成CO，即有（0.15－x）molC转化成CO2，根据消耗氧气为0.1mol，即有x/2＋0.15－x=0.1，解得x=0.1，0.05molC燃烧生成CO2时放出的热量为：19.65kJ，则0.1molC转化成CO时放出的热量为：30.65－19.6=11kJ，2C（g）＋O2（g）=2CO（g） △H=－220kJ·mol－1，根据盖斯定律，CO的燃烧方程式为2CO（g） + O2（g） = 2CO2（g） △H=-566 kJ·mol－1；（2）①平衡常数K=0.9/（0.1×0.3）=30，如果各充入1mol三种物质，此时的浓度商为1<30，说明平衡向正反应方向进行，即正反应方向；②说明这两个平衡是等效平衡，条件是恒容，且反应前后气体系数之和不相等，因此有c（COCl2）=0.4mol·L－1；③第10min时，COCl2浓度减少，Cl2的浓度增大，CO的浓度增大，说明平衡向逆反应方向进行，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即填写<；（3）①根据反应方程式，按照反应方程式系数投入，则比值=3时，体积分数最大，则图像应是：；②构成燃料电池，因为是酸性介质，二甲醚转化成CO2，即电极反应式：CH3OCH3＋3H2O－12e－=2CO2＋12H＋；（4）根据溶液呈现电中性，c（H＋）＋2c（Ba2＋）=c（OH－）＋c（CH3COO－），因为有2c（Ba2＋）=c（CH3COO－），有c（OH－）=c（H＋），因为是常温下，有 c（OH－）=c（H＋）=10－7mol·L－1，2c（Ba2＋）=c（CH3COO－）=2b/2mol·L－1，混合溶液c（CH3COOH）=（a/2－b） mol·L－1，则Ka=。

考点：考查热化学反应方程式的书写、化学平衡常数、等效平衡、勒夏特列原理、离子浓度大小比较等知识。