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        1. (2013?通州區(qū)二模)碳和碳的化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是一種理想,更是一種值得期待的新的生活方式.
          (1)將CO2與焦炭作用生成CO,CO可用于煉鐵等.
          ①已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ/mol
          C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ/mol
          則CO還原Fe2O3的熱化學(xué)方程式為
          Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ/mol
          Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ/mol
          ;
          ②氯化鈀(PdCl2)溶液常被應(yīng)用于檢測空氣中微量CO.PdCl2被還原成單質(zhì),反應(yīng)的化學(xué)方程式為
          PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl
          PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl
          ;
          (2)將兩個(gè)石墨電極插入KOH溶液中,向兩極分別通入C3H8和O2構(gòu)成丙烷燃料電池.
          ①負(fù)極電極反應(yīng)式是:
          C3H8-20e-+26OH-=3CO32-+17H2O
          C3H8-20e-+26OH-=3CO32-+17H2O

          ②某同學(xué)利用丙烷燃料電池設(shè)計(jì)了一種電解法制取Fe(OH)2的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示),通電后,溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀,且較長時(shí)間不變色.下列說法中正確的是
          ABD
          ABD
          (填序號)
          A.電源中的a一定為正極,b一定為負(fù)極
          B.可以用NaCl溶液作為電解液
          C.A、B兩端都必須用鐵作電極
          D.陰極發(fā)生的反應(yīng)是:2H++2e-=H2
          (3)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng):
          CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):
          實(shí)驗(yàn)組 溫度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
          H2O CO CO2
          1 650 2 4 1.6 5
          2 900 1 2 0.4 3
          3 900 1 2 0.4 1
          ①該反應(yīng)的正反應(yīng)為
          放熱
          放熱
          (填“吸”或“放”)熱反應(yīng);
          ②實(shí)驗(yàn)2中,平衡常數(shù)K=
          1
          6
          1
          6
          ;
          ③實(shí)驗(yàn)3跟實(shí)驗(yàn)2相比,改變的條件可能是
          使用了催化劑;加大了壓強(qiáng)
          使用了催化劑;加大了壓強(qiáng)
          (答一種情況即可);
          (4)將2.4g碳在足量氧氣中燃燒,所得氣體通入100mL 3.0mol/L的氫氧化鈉溶液中,完全吸收后,溶液中所含離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序
          c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+
          c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+
          分析:(1)①根據(jù)蓋斯定律,由已知熱化學(xué)方乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式,反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)并進(jìn)行相應(yīng)的加減,據(jù)此計(jì)算;
          ②根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律,CO與PdCl2溶液反應(yīng),PdCl2被還原成單質(zhì),則CO被氧化成CO2,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,有水參與反應(yīng)同時(shí)生成氯化氫,據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式即可;
          (2)①根據(jù)C3H8和O2構(gòu)成丙烷燃料電池的總反應(yīng):C3H8+5O2+6OH-=3CO32-+7H2O,正極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:O2+4e-+2H2O=4OH-,而負(fù)極電極反應(yīng)式=總反應(yīng)方程式-正極的電極反應(yīng)式來解答;
          ②A、B端析出氫氣可驅(qū)趕原溶液中溶解的少量氧氣;
            B、電解液選用NaCl溶液不影響實(shí)驗(yàn),因?yàn)殛枠O是鐵失電子生成亞鐵離子,溶液中的陰離子不放電;
            C、陽極應(yīng)該用鐵電極,陰極用惰性電極亦可;
            D、B電極反應(yīng)是陰極氫離子放電生成氫氣;
          (3)①比較第二組的第一組反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率大小以及溫度對化學(xué)平衡和轉(zhuǎn)化率的影響來判斷;
          ②首先利用三段式計(jì)算出平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度,根據(jù)K=
          c(CO2)?c(H2)
          c(CO)?c(H2O)
          計(jì)算;
          ③實(shí)驗(yàn)3跟實(shí)驗(yàn)2相比,溫度相同,濃度相同,但實(shí)驗(yàn)3達(dá)到平衡所用時(shí)間少,反應(yīng)速率更大,但平衡狀態(tài)沒有發(fā)生移動;
          (4)2.4g碳是0.2mol,燃燒生成0.2molCO2,與0.3molNaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2CO2+3NaOH=NaHCO3+Na2CO3+H2O,生成0.1molNa2CO3、0.1molNaHCO3,在含等物質(zhì)的量的碳酸鈉、碳酸氫鈉的溶液中,碳酸根離子水解大于碳酸氫根離子的水解,水解使溶液顯堿性,以此來解答.
          解答:解:(1)①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ/mol ①
                      C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ/mol  ②
          由①-②×3,得到熱化學(xué)方程式:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ/mol,
          故答案為:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ/mol,
          ②氧化還原反應(yīng)規(guī)律,CO與PdCl2溶液反應(yīng),PdCl2被還原成單質(zhì),則CO被氧化成CO2,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,有水參與反應(yīng)同時(shí)生成氯化氫,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl,故答案為:PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl;
          (2)C3H8和O2構(gòu)成丙烷燃料電池的總反應(yīng):C3H8+5O2+6OH-=3CO32-+7H2O,正極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:O2+4e-+2H2O=4OH-,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:C3H8 +26OH--20e-=3CO32-+17H2O;故答案為:C3H8 +26OH--20e-=3CO32-+17H2O;
          ②A、因?yàn)樯傻臍錃鈱⒀b置中原有氧氣溢出,所以氫氣從B端陰極析出,A電極則是鐵做陽極失去電子生成亞鐵離子,電源中的a與A相連,則a為正極,b與B相連,則b為負(fù)極,故A正確;
            B、電解池中陽極是鐵失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成亞鐵離子,陰極是溶液中的氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以電解質(zhì)溶液中的陰離子不會在陽極失電子,所以選用NaCl溶液不影響實(shí)驗(yàn),故B正確;
            C、陽極應(yīng)該用鐵電極,陰極可以是鐵也可以是其他惰性電極,故C錯(cuò)誤;
            D、陰極氫離子放電,其電極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑,故D正確;
          故選:ABD;
          (3)①實(shí)驗(yàn)1中CO的轉(zhuǎn)化率為
          1.6mol
          4mol
          ×100%=40%,實(shí)驗(yàn)2中CO的轉(zhuǎn)化率為
          0.4mol
          2mol
          ×100%=20%,則實(shí)驗(yàn)1的轉(zhuǎn)化率大于實(shí)驗(yàn)2,則說明溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)放熱,故答案為:放熱;
            ②H2O(g)+CO(g)    CO2(g)+H2(g)
          初始   1mol/L    2mol/L              0       0
          轉(zhuǎn)化  0.4mol/L   0.4mol/l         0.4mol/l    0.4mol/l
          平衡  0.6mol/L    1.6mol/L         0.4mol/l    0.4mol/l 
          根據(jù)K=
          c(CO2)?c(H2)
          c(CO)?c(H2O)
          =
          0.4×0.4
          0.6×1.6
          =
          1
          6
          ,故答案為:
          1
          6

          ③實(shí)驗(yàn)3跟實(shí)驗(yàn)2相比,溫度相同,濃度相同,但實(shí)驗(yàn)3達(dá)到平衡所用時(shí)間少,反應(yīng)速率更大,但平衡狀態(tài)沒有發(fā)生移動,應(yīng)是使用了催化劑,又由于反應(yīng)前后氣體體積不變,則增大了壓強(qiáng),平衡也不移動,也可能為壓強(qiáng)的增大,故答案為:使用了催化劑或增大了壓強(qiáng);
          (4)2.4g碳是0.2mol,燃燒生成0.2molCO2,與0.3molNaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2CO2+3NaOH=NaHCO3+Na2CO3+H2O,生成0.1molNa2CO3、0.1molNaHCO3,在含等物質(zhì)的量的碳酸鈉、碳酸氫鈉的溶液中,c(Na+)最大,碳酸根離子水解大于碳酸氫根離子的水解,則c(HCO3-)>c(CO32-),水解使溶液顯堿性,則c(OH-)>c(H+),顯性離子大于隱性離子,所以c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),即離子濃度大小為:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),故答案為:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+).
          點(diǎn)評:本題考查熱化學(xué)方程式、電極反應(yīng)的書寫以及化學(xué)平衡的計(jì)算、離子濃度大小比較,做題時(shí)注意把握影響平衡移動的因素以及平衡常數(shù)的有關(guān)計(jì)算,比較離子濃度大小時(shí)應(yīng)掌握溶液的成分,題目難度中等.
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