Question

欧盟定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖，使得对如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。

（1）焦炭可用于制取水煤气。测得12 g 碳与水蒸气完全反应生成水煤气时，吸收了131.6

kJ热量。该反应的热化学方程式：                            。

（2）活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭（无杂质），生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时，测得各物质平衡时物质的量如下表：

物质 T/℃   n/mol	活性炭	NO	E	F
初始	2.030	0.100	0	0
T1	2.000	0.040	0.030	0.030
T2	2.005	0.050	0.025	0.025

①写出NO与活性炭反应的化学方程式                      。

②上述反应T1℃时的平衡常数为 K1，T2℃时的平衡常数为 K2。

Ⅰ．K1 =        。（列式并计算）

Ⅱ．根据上述信息判断，温度T1和T2的关系是（填序号）                 。

a．T1＞T2         b．T1＜T2        c．无法比较

（3）CO2经常用氢氧化钠溶液来吸收，现有0.4molCO2，若用200mL 3mol/L NaOH溶液将其完全吸收，溶液中离子浓度由大到小的顺序为：                         。

（4）CO还可以用做燃料电池的燃料，某熔融盐燃料电池具有很高的发电效率，因而受到重视，该电池用 Li2CO3 和 Na2CO3 的熔融盐混合物作电解质，CO 为阳极燃气，空气与 CO2 的混合气为阴极助燃气，制得在 650 ℃下工作的燃料电池，其阳极反应式:2CO-4e—+ 2CO32— =4CO2 ，则阴极反应式为:                         。

（5）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=3.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mo1/L ，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为                    。

Answer

（1）C(s)+H2O(g)=CO（g）+H2（g））△H=+131.6kJmol-1;

（2） ①2NO+C（s）=N2+CO2；②I.K=（0.030mol/2L）2/(0.040mol/2L)2=9/16=0.5265;

II.C

（3）c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+);

（4）O2+4e-+2CO2=2CO32-;

（5）7.6×10-5mol/L；

【解析】

试题分析：（1）12g碳的物质的量为1mol，与水蒸气反应生成CO、H2，吸收131.6kJ热量，该反应的热化学反应方程式为：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.6kJmol-1。

（2）①由表中数据可知，T1时C、NO、E、F的化学计量数之比为0.03：0.06：0.03：0.03=1：2：1：1，反应中C被氧化，结合原子守恒可知，生成为N2与CO2，且该反应为可逆反应，故反应方程式为：2NO+C（s）=N2+CO2；②I.K=c(N2)c(CO2)/c(NO)2=（0.030mol/2L）2/(0.040mol/2L)2=9/16=0.5265; II. 由表中数据可知，温度由T1变为T2，平衡向逆反应移动，由于正反应是吸热，还是放热不确定，无法判断温度变化，答案选c。

（3）0.4molCO2和200mL3mol/LNaOH溶液混合，二者的物质的量之比是2：3，所的溶液是等浓度的碳酸钠和碳酸氢钠的混合液，在混合物液中碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子的水解程度，所以c（CO32-）＜c（HCO3-），强碱弱酸盐水解显碱性，所以c（OH-）＞c（H+），盐类水解一般是微弱的，所以c（CO32-）＞c（OH-），即c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（H+）。

（4）阴极上氧气得电子发生还原反应和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为：O2+2CO2+4e-=2CO32-。

（5）Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L，等体积混合后溶液中c（CO32-）=1/2 ×2×10-4mol/L=1×10-4mol/L，根据Ksp=c（CO32-）c（Ca2+）=3.8×10-9可知，c（Ca2+）=3.8×10-5mol/L，原溶液CaCl2溶液的最小浓度为混合溶液中c（Ca2+）的2倍，故原溶液CaCl2溶液的最小浓度为2×3.8×10-5mol/L=7.6×10-5mol/L。

考点：考查热化学反应方程式、平衡状态的相关计算