Question

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

 

極．
（2）將水蒸氣通過紅熱的碳可產生水煤氣，已知：
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221.0kJ?mol^-1
則制取水煤氣反應C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）的△H=

 

．
（3）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）

一定條件下

2NH₃（g）△H=-92.4kJ?mol^-1．如圖1是在兩種不同實驗條件下模擬化工生產進行實驗所測得N₂濃度隨時間變化示意圖．
①實驗1中O～t₁時間段的反應速率v（NH₃）=

 

mol?L^-1?min^-1（用代數(shù)式表示）．
②與實驗Ⅰ比較，實驗Ⅱ改變的條件為

 

．
③若其它條件相同，在比實驗1更高的溫度下進行實驗Ⅲ，請在圖2中畫出實驗Ⅰ和實驗Ⅲ中NH₃濃度隨時間變化的示意圖．
（4）Na₂CO₃可在降低溫室氣體排放中用作CO₂捕獲劑，1L 0.2mol?L^-1 NaCO₃溶液吸收標準狀況下2.24L CO₂后，溶液中各離子濃度由大到小的順序為

 

．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,熱化學方程式,離子濃度大小的比較

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）依據(jù)原電池原理分析判斷，鋅錳堿性干電池中鋅做負極，碳做正極；
（2）依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
（3）①依據(jù)化學反應速率概念計算氮氣反應速率，結合反應速率V=

△c

△t

計算反應速率之比等于化學方程式計量數(shù)之比計算氨氣反應速率；
②反應Ⅱ速率增大，Ⅰ、Ⅱ達到相同平衡狀態(tài)；
③正反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，氨氣的濃度減�。�
（4）n（Na₂CO₃）=0.2mol，n（CO₂）=0.1mol，二者發(fā)生反應CO₂+H₂O+Na₂CO₃=NaHCO₃，反應后為Na₂CO₃和NaHCO₃的混合溶液．

解答： 解：（1）鋅錳堿性干電池中鋅做負極，碳做正極，故答案為：正；
（2）①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221.0kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律計算，（①-②）×

1

2

得到制取水煤氣反應：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=-131.3KJ/mol；
故答案為：-131.3KJ/mol；
（3）①實驗1中O～t₁時間段的反應速率v（NH₃）=2V（N₂）=2×

c0-c1

t1

mol?L^-1?min^-1，
故答案為：2×

c0-c1

t1

；
②與實驗Ⅰ比較，實驗Ⅱ達到平衡時間少，說明反應速率增大，但平衡不移動，應加入催化劑，而壓強、溫度都可使平衡移動，
故答案為：使用催化劑；
③正反應放熱，升高溫度平衡向逆反應方向移動，氨氣的轉化率減小，則平衡濃度減小，圖象為，
故答案為：；
（4）n（Na₂CO₃）=0.2mol，n（CO₂）=0.1mol，二者發(fā)生反應CO₂+H₂O+Na₂CO₃=NaHCO₃，反應后為Na₂CO₃和NaHCO₃的混合溶液，二者物質的量相等，且CO₃^2-水解程度大于HCO₃^-，則離子濃度大小順序為c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

點評：本題考查較為綜合，涉及原電池、電解質以及化學平衡問題，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，為高頻考點，注意把握平衡移動的影響因素，難度中等．