Question

【題目】海洋約占地球表面積的71﹪，具有十分巨大的開(kāi)發(fā)潛力。

（1）海水中溶解無(wú)機(jī)碳占海水總碳的95%以上，主要以HCO3﹣形式存在，其準(zhǔn)確測(cè)量是研究海洋碳循環(huán)的基礎(chǔ)。測(cè)量溶解無(wú)機(jī)碳，可采用滴定的方法：取20mL海水于錐形瓶中，用__________盛裝x molL﹣1HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗y mLHCl溶液，則海水中溶解無(wú)機(jī)碳的濃度=_______molL﹣1。

（2）在體積可變的恒壓（P0）密閉容器中，一定量的CO2與足量的碳反應(yīng)：C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡時(shí)，體系中CO2和CO氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。

（已知：氣體分壓=氣體總壓×氣體體積分?jǐn)?shù)。）請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH____0（填“﹦”，“＜”或“＞”）。

②550℃時(shí)，若充入惰性氣體，平衡_____（填“正向移動(dòng)”，“逆向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”）。

③650℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為__________。

④925℃時(shí)，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=______________。

（3）在固態(tài)金屬氧化物電解池中，高溫共電解H2O﹣CO2混合氣體制備H2和CO是一種新

的能源利用方式，基本原理如圖所示。其中X是電源的__________極（填“正”

或“負(fù)”），陰極的反應(yīng)式是：____________________。

Answer 1

【答案】 酸式滴定管 (xy)∕20 ＞ 正向移動(dòng) 25.0% 23.04P0 負(fù) H2O+2e﹣＝H2+O2﹣，CO2+2e﹣＝CO+O2﹣（或H2O+CO2+4e﹣＝H2+CO+2O2﹣）

【解析】（1）本題考查實(shí)驗(yàn)儀器的選擇以及物質(zhì)的量濃度的計(jì)算，酸式滴定管盛放酸性溶液或具有氧化性的溶液，因此鹽酸用酸式滴定管盛放，發(fā)生的反應(yīng)HCO3－＋H＋=CO2↑＋H2O，因此無(wú)機(jī)碳的濃度是y×10－3×x/(20×10－3)mol·L－1=xy/20mol·L－1；（2）本題考查勒夏特列原理、化學(xué)平衡的計(jì)算，①根據(jù)圖1，隨著溫度的升高，CO的體積分?jǐn)?shù)增加，CO2的體積分?jǐn)?shù)減小，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，即△H>0；②這是恒壓下，充入非反應(yīng)氣體，容積增大，組分的濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；③令起始時(shí)CO2的物質(zhì)的量為1mol，C(s)+CO2(g)2CO(g)

起始量： 1 0

變化量： x 2x

平衡量： 1－x 2x 因此有2x/(1+x)=0.4，解得x=1/4mol，因此CO2的轉(zhuǎn)化率為1/4×100%=25%；④根據(jù)信息，Kp=0.962×P02/（0.04×P0）=23.04P0；（3）本題電解原理和電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，根據(jù)圖2，X電極上H2O→H2，H得到電子，根據(jù)電解原理，此電極為陰極，即X為負(fù)極，Y為正極，根據(jù)圖2，電解質(zhì)為固體金屬氧化物，因此有陰極反應(yīng)式為H2O＋2e－=H2＋O2－，CO2＋2e－=CO＋O2－。