Question

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=﹣393.0kJmol^-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（图中Cl₂的起始浓度为1.2mol/L，CO的起始浓度为1.0mol/L）。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个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8秒反应温度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：

（4）常温下,将 a mol·L ^-1的醋酸 与 b mol·L ^-1 Ba(OH)₂ 溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在 2c(Ba ²⁺)=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=﹣566kJmol﹣1。（2分）

（2）①向正反应方向（2分）②0.4（2分）③＜（2分）

（3）①（0点开始1分，3这点最高1分）

②CH3OCH3-12e-+16OH-＝2CO32-+11H2O（2分）（4）（2分）

【解析】

试题分析：（1）1.8g碳的物质的量是1.8g÷12g/mol＝0.15mol，2.24L（标准状况）O2的物质的量是0.1mol，二者充分燃烧，至全部反应物耗尽，设生成CO和CO2的物质的量分别是xmol和ymol，则x＋y＝0.15、x＋2y＝0.2，解得x＝0.1，y＝0.05。已知：C(s)+O2(g)CO2 (g) △H=－393.0 kJ·mol—1，所以如果完全转化为二氧化碳放出的热量是0.15mol×393.0kJ/mol＝58.95kJ。由于测得放出热量30.65 kJ，这说明生成0.1molCO继续燃烧可以放出的热量是58.95kJ－30.65kJ＝28.3kJ，1molCO完全燃烧放出的热量是283kJ，则热化学方程式为2CO (g)+O2(g) =2CO2 (g) ΔH＝－566kJ·mol－1。

（2）①若保持温度不变，在第8 min 加入体系中的三种物质各1 mol，则相当于是增大压强，平衡向正反应方向移动；

②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6 min时Cl2的体积分数相同，说明是等效平衡，则在温度和容积不变的条件下要满足投料比与最初的相同。设光气的浓度是xmol/L，则根据根据方程式可知相当于是起始物质的浓度为氯气：0.8+x，CO：0.6+x，所以有，解得x＝0.4。

③根据图像可知第8min时反应物浓度大于第15min时反应物浓度，而生成物浓度小于第15min时反应物浓度，这说明平衡常数减小。由于正方应是放热反应，则改变的条件是升高温度，所以第8 min反应温度T(8)小于第15 min反应温度T(15)。

（3）由方程式可知，投料比为3时，两者的转化率相同，二甲醚的体积分数最大，因此平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[n(H2) / n(CO2)]变化的曲线图可表示为

②二甲醚酸性介质燃料电池的负极应该通入二甲醚，发生失去电子的氧化反应，则电极反应式为CH3OCH3－12e－+3H2O＝2CO2↑+12H＋。

（4）反应平衡时，2c（Ba2+）＝c（CH3COO-）＝bmol/L，据电荷守恒，溶液中c（H+）＝c（OH-）＝10-7mol/L，溶液中醋酸的浓度是（0.5a－b）mol/L，则醋酸电离平衡常数K＝＝×10－7。

【考点定位】本题主要是考查热化学方程式的书写、反应热计算、外界条件对平衡状态的影响和有关计算、弱电解质的电离平衡、电极反应式的书写等

【名师点晴】本题考查的知识点多且难度较大，（1）中首先需要判断反应的生成物，然后才能进行有关计算。（2）中的难点是等效平衡的应用，首先必须明确等效平衡的含义，计算时注意“一边倒法”的应用；有关的图像题目的答题需要注意先拐先平，在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。其次是定一议二，当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。（4）中的易错点是忽略溶液等体积混合后溶液浓度的变化。