Question

碳及其化合物有廣泛的用途．
（1）在電化學(xué)中，常用碳作電極：
①在酸性鋅錳干電池中，碳棒作

 

極．
②若用碳棒和鐵棒做電極電解飽和食鹽水生產(chǎn)燒堿時(shí)，碳棒作

 

極，反應(yīng)的離子方程式

 

．
（2）將水蒸氣通過(guò)紅熱的碳可產(chǎn)生水煤氣：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ/mol，達(dá)到平衡后，體積不變時(shí)，能提高H₂O的平衡轉(zhuǎn)化率的措施是

 

．
A．升高溫度                B．增加碳的用量
C．加入催化劑              D．用CO吸收劑除去CO
（3）將一定量的CO（g）和H₂O（g）通過(guò)某恒容的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）得到如下數(shù)據(jù)：

溫度/℃	起始濃度mol/L		平衡濃度mol/L
	CO（g）	H2O（g）	H2（g）
900	2.0	0.8	0.4

通過(guò)計(jì)算，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為：

 

．
（4）工業(yè)上把水煤氣中的混合氣體處理后，獲得較純的H₂用于合成氨：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol某同學(xué)在不同實(shí)驗(yàn)條件下模擬化工生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，N₂濃度隨時(shí)間變化如圖1：

①與實(shí)驗(yàn)Ⅰ比較，實(shí)驗(yàn)Ⅱ改變的條件為：

 

．
②實(shí)驗(yàn)Ⅲ比實(shí)驗(yàn)I的溫度要高，其它條件相同，請(qǐng)?jiān)趫D2畫(huà)出實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅲ中NH₃濃度隨時(shí)間變化的示意圖．

Answer 1

分析：（1）鋅錳干電池中，碳為正極，電解飽和食鹽水時(shí)，碳為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，氯離子被氧化生成氯氣；
（2）達(dá)到平衡后，體積不變時(shí)，能提高H₂O的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
（3）計(jì)算出各物質(zhì)的平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)的表達(dá)式計(jì)算；
（4）①與實(shí)驗(yàn)Ⅰ比較，實(shí)驗(yàn)Ⅱ達(dá)到平衡時(shí)間少，說(shuō)明反應(yīng)速率增大，但平衡不移動(dòng)，應(yīng)加入催化劑；
②正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，氨氣的轉(zhuǎn)化率減小．

解答：解：（1）鋅錳干電池中，碳為正極，電解飽和食鹽水時(shí)，碳為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，氯離子被氧化生成氯氣，反應(yīng)的電極方程式為2Cl^-+2H₂O

電解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：①正；②陽(yáng)；2Cl^-+2H₂O 

電解  .

 2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（2）達(dá)到平衡后，體積不變時(shí)，能提高H₂O的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，而加入固體或加入催化劑，平衡都不移動(dòng)，故答案為：AD；
（3）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）   2.0     0.8       0       0
轉(zhuǎn)化（mol/L）   0.4     0.4       0.4     0.4
平衡（mol/L）   1.6     0.4       0.4     0.4
K=

0.4×0.4

1.6×0.4

=0.25，
故答案為：0.25；
（4）①與實(shí)驗(yàn)Ⅰ比較，實(shí)驗(yàn)Ⅱ達(dá)到平衡時(shí)間少，說(shuō)明反應(yīng)速率增大，但平衡不移動(dòng)，應(yīng)加入催化劑，而壓強(qiáng)、溫度都可使平衡移動(dòng)，故答案為：使用催化劑；
②正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，氨氣的轉(zhuǎn)化率減小，則平衡濃度減小，圖象為，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及原電池、電解質(zhì)以及化學(xué)平衡問(wèn)題，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，為高頻考點(diǎn)，注意把握化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用以及平衡移動(dòng)的影響因素，難度中等．