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．在堿性鋅錳干電池中，碳棒作

 

極．
（2）將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣．反應(yīng)為：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）；△H=+131.3kJ?mol^-1，則要制備標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4升水煤氣，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為

 

，需要吸收的熱量為

 

 kJ．
（3）工業(yè)上把水煤氣中的混合氣體經(jīng)過處理后，獲得的較純H₂用于合成氨：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.4kJ?mol^-1．下圖1是在兩種不同實驗條件下模擬化工生產(chǎn)進行實驗所測得N₂隨時間變化示意圖．

①與實驗Ⅰ比較，實驗Ⅱ改變的條件為：

 

．
②實驗Ⅲ比實驗Ⅰ的溫度要高，其它條件相同，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CO的捕捉劑．1L 0.2mol/L Na₂CO₃溶液吸收標(biāo)準(zhǔn)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：原電池和電解池的工作原理,反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)平衡的影響因素,鹽類水解的應(yīng)用

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）碳性質(zhì)穩(wěn)定，常用作原電池的正極；
（2）標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4升水煤氣的物質(zhì)的量為1mol，則生成0.5molCO、0.5molH₂，結(jié)合化合價和方程式計算；
（3）①反應(yīng)Ⅱ速率增大，Ⅰ、Ⅱ達到相同平衡狀態(tài)；
②正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)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(yīng)CO₂+H₂O+Na₂CO₃=NaHCO₃，反應(yīng)后為Na₂CO₃和NaHCO₃的混合溶液．

解答： 解：（1）碳性質(zhì)穩(wěn)定，常用作原電池的正極，故答案為：正；
（2）標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4升水煤氣的物質(zhì)的量為1mol，則生成0.5molCO、0.5molH₂，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為1mol，需要吸收的熱量為131.3kJ?mol^-1×0.5mol=65.65KJ，
故答案為：1mol； 65.65；
（3）①與實驗Ⅰ比較，實驗Ⅱ達到平衡時間少，說明反應(yīng)速率增大，但平衡不移動，應(yīng)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；
②正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，氨氣的轉(zhuǎn)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(yīng)CO₂+H₂O+Na₂CO₃=NaHCO₃，反應(yīng)后為Na₂CO₃和NaHCO₃的混合溶液，二者物質(zhì)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(zhì)以及化學(xué)平衡問題，側(cè)重于學(xué)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．