Question

【題目】研究化學(xué)反應(yīng)原理對于生產(chǎn)、生活及環(huán)境保護(hù)具有重要意義。請回答下列問題:

（1）常溫下,物質(zhì)的量濃度均為0.1mol/L的四種溶液:①NH4I；②CH3COONa；③(NH4)2SO4；④ Na2CO3,pH從大到小排列順序為__________(填序號)。

（2）苯乙烯是工業(yè)上合成樹脂、離子交換樹脂及合成橡膠等的重要單體，工業(yè)上可用乙苯催化脫氫方法制備苯乙烯:

。

①已知乙苯(g)、苯乙烯(g)的燃燒熱分別為akJ/mol,bkJ/mol,則氫氣的燃燒熱為___kJ/mol(用含有Q、a、b的表達(dá)式表示，其中Q、a、b均大于0)。

②在實際生產(chǎn)中,在恒壓條件下常以高溫水蒸氣作為反應(yīng)體系的稀釋劑(水蒸氣不參加反應(yīng)),此時乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率與水蒸氣的用量、壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如下圖所示。

Ⅰ.加入水蒸氣稀釋劑能提高乙苯轉(zhuǎn)化率的原因是__________

Ⅱ.用平衡分壓代替平衡濃度計算平衡常數(shù)(Kp),其中,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),則900K時的平衡常數(shù)Kp=________.

Ⅲ.改變下列條件,能使乙苯的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率一定增大的是_______ (填字母)。

A.恒容時加入稀釋劑水蒸氣

B.壓強(qiáng)不變下,溫度升至1500K

C.在容積和溫度不變下充入Ar

D.選用催化效果更好的催化劑

（3）利用“Na-CO2”電池將CO2變廢為寶。我國科研人員研制出的可充電“Na-CO2”電池,以鈉箔和多壁碳納米管(MWCNT)為電極材料,總反應(yīng)為4Na+3CO22Na2CO3+C。放電時該電池“吸入”CO2,其工作原理如圖所示:

①放電時，正極的電極反應(yīng)式為___________。

②若生成的Na2CO3和C全部沉積在電極表面,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2mol 電子時,兩極的質(zhì)量差為______g。(假設(shè)放電前兩電極質(zhì)量相等)

Answer 1

【答案】 ④>②>①>③ Q+a-b 體系總壓強(qiáng)不變時,充人水蒸氣,相當(dāng)于反應(yīng)體系減壓,故平衡向氣體物質(zhì)的量增大的方向移動,乙苯轉(zhuǎn)化率增大 2p/19 B 3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C 15.8

【解析】試題分析：（1）NH4I、(NH4)2SO4都是強(qiáng)酸弱堿鹽，溶液顯酸性，銨根離子濃度越大，酸性越強(qiáng)； CH3COONa、 Na2CO3都是強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液顯堿性，碳酸根離子水解程度大于醋酸根離子；（2）根據(jù)蓋斯定律計算氫氣的燃燒熱；②Ⅰ.通入水蒸氣相當(dāng)于減壓，平衡正向移動；Ⅱ.利用“三段式”計算Kp；Ⅲ.根據(jù)影響反應(yīng)速率和影響平衡移動的因素分析；（3）①放電時，正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)；②根據(jù)總反應(yīng)，轉(zhuǎn)移0.2mol 電子時，負(fù)極消耗0.2molNa，正極生成0.1nol Na2CO3和0.05molC ；

解析：（1）NH4I、(NH4)2SO4都是強(qiáng)酸弱堿鹽，溶液顯酸性，銨根離子濃度越大，酸性越強(qiáng)； CH3COONa、 Na2CO3都是強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液顯堿性，碳酸根離子水解程度大于醋酸根離子，所以同濃度的①NH4I；②CH3COONa；③(NH4)2SO4；④ Na2CO3，pH從大到小排列順序為④>②>①>③；（2）

①

② C8H10(g)+ O2(g) 8CO2(g)+5H2O(l) - akJ/mol

③C8H8(g)+10 O2(g) 8CO2(g)+4H2O(l) - bkJ/mol，根據(jù)蓋斯定律②-①-③，得氫氣的燃燒熱為(Q+a-b)kJ/mol；②Ⅰ.通入水蒸氣相當(dāng)于減壓，平衡正向移動，所以加入水蒸氣稀釋劑能提高乙苯轉(zhuǎn)化率；水與乙苯的比為8，壓強(qiáng)為2P，900K時，乙苯的轉(zhuǎn)化率為50%，

；Ⅲ A.恒容時加入稀釋劑水蒸氣，體積增大，反應(yīng)物濃度減小，速率速率降低，故A錯誤； B.正反應(yīng)吸熱，溫度升至1500K ，速率加快，平衡正向移動，故B正確； C.在容積和溫度不變下充入Ar，反應(yīng)物濃度不變，所以速率不變，平衡不移動，故C錯誤； D.選用催化效果更好的催化劑，平衡不移動，故D錯誤。（3）①放電時，正極CO2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式是3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C；②根據(jù)總反應(yīng)，轉(zhuǎn)移0.2mol 電子時，負(fù)極消耗0.2molNa，正極生成0.1nol Na2CO3和0.05molC，所以兩極的質(zhì)量差為 15.8g。