Question

(15分)金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成CO，充分燃烧时生成CO₂，反应放出的能量如图1所示

（1）在通常状况下，           更稳定(填“金刚石”或“石墨”)，金刚石转化为石墨的热化学方程式为            。

（2）CO、O₂和熔融Na₂CO₃可制作燃料电池，其原理见图2。石墨Ⅰ上电极反应式为           。

（3）用CO₂生产甲醇燃料的方法为：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g) △H＝－49．0kJ/mol，将6molCO₂和8molH₂充入2L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化如图3所示(实线)。图中数据a(1，6)表示：在1min时H₂的物质的量是6 mol。

①下列时间段平均反应速率最大的是         。

A．0～1min       B．1～3min         C．3～8min         D．8～11min

②仅改变某一个实验条件再进行两次实验测得H₂的物质的量随时间变化如图中虚线所示。曲线Ⅰ对应的实验条件改变是          ，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是             ，体积不变，再充入3molCO₂和4molH₂，H₂O(g)的体积分数         (填“增大”“减小”或“不变”)。

Answer

(15分，（2）一空3分，其余每空2分) （1） 石墨 ； C(金刚石，s) =C(石墨，s) △H=-1．9kJ/mol ；

（2）(3分) CO－2e—+CO32- =2CO2 （3）① A ； ② 升高温度 ； 增大压强 ， 增大

【解析】

试题分析：（1）根据图像可知金刚石的总能量高于石墨，能量越低越稳定，所以在通常状况下，石墨更稳定。根据图像可知1mol金刚石转化为1mol石墨放出的热量是395．4kJ—283kJ—110．5kJ＝1．9kJ，所以金刚石转化为石墨的热化学方程式为C(金刚石，s) =C(石墨，s) △H=-1．9kJ/mol。

（2）石墨1通入的是CO，作负极，CO失去电子，则石墨Ⅰ上电极反应式为CO－2e—+CO32- =2CO2。

（3）①曲线的斜率越大，反应速率越大，则根据图像可知下．0～1min内反应速率最大，答案选A。

②曲线1达到平衡的时间减少，说明反应速率快，平衡时氢气的浓度增加，即不利于氢气的转化。由于正方应是放热的体积减小的可逆反应，所以曲线Ⅰ对应的实验条件改变是升高温度。曲线2达到平衡的时间也减少，但氢气的浓度降低，这说明平衡向正反应方向进行，所以曲线Ⅱ对应的实验条件改变是增大压强。体积不变，再充入3molCO2和4molH2，与起始物质的比例相同，这说明相当于是增大压强，平衡向正反应方向进行，则H2O(g)的体积分数增大。

考点：考查热化学方程式、电极反应式书写，外界条件对反应速率的影响等