Question

【题目】含碳化合物在生产生活中广泛存在。请回答下列问题：

(1)Andren Dasic等提出在金属催化剂M的作用下以为氧化剂可以氧化乙烯生成乙醛，催化体系氧化还原循环如图1所示。(物质与氧原子的结合力用表示)，氧原子与生成的结合力，氧原子与乙烯生成乙醛的结合力，则可做该反应催化剂的金属M与氧原子的结合力 (M)的值应满足_______。使用催化剂会使该反应的活化能______(填“增大”、“减小”、“不变”)。

(2)已知、、的燃烧热分别为、、。

则反应： ΔH=_________。

(3)已知在含少量的溶液中，反应分两步进行：第Ⅰ步反应(慢反应)，第Ⅱ步为快反应。

①请写出第二步反应的化学方程式：____________。

②增大浓度浓度______(填“能”或“不能”)明显增大总反应的平均速率，理由为__________。

(4)某密闭容器中发生：，在不同温度下平衡分解的情况如图2所示。

①图中a、b、c三点的平衡常数的大小关系为_____________。

②恒温恒容条件下，能表示该可逆反应达到平衡状态的是____________(填标号)

A.体积分数与体积分数的比值保持不变

B.容器内混合气体的密度保持不变

C.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变

D.容器内碳元素的质量分数保持不变

③为实现减排，目前较成熟的方法是用高浓度的溶液吸收工业烟气中的，得溶液X，再利用电解法使溶液再生，其装置示意图如图3，简述在阴极区再生的原理_______。

Answer 1

【答案】 减小 能 总反应的平均速率由慢反应决定，是慢反应的反应物，增大的浓度，慢反应速率增大，总反应的平均速率增大(或是总反应的催化剂，增大的浓度，总反应的平均速率增大) C 存在电离平衡：，阴极放电，浓度减小，平衡右移(或溶液中放电，增大了浓度，与反应生成了，从而使再生)

【解析】

由催化剂的作用机理结合图示信息知，当氧原子与催化剂的结合力处于中间值时，此反应可发生，催化剂会降低反应的活化能；根据盖斯定律求反应热，先分别写出燃烧热的热反应方程式，再用第3个的热反应方程式减去第1个和第2个的热反应方程式；根据第I步反应和催化剂的反应原理，总反应减去第I步反应得到第Ⅱ步反应的化学方程式；总反应速率由慢反应速率决定，是慢反应的反应物，因此增大的浓度能明显增大总反应的平均速率；温度相同，化学平衡常数不变，温度升高由图观察平衡的移动方向，比较平衡常数；平衡状态的判断通过浓度不再改变、正反应速率等于逆反应速率和其它变量不再改变来判断。

(1) 氧原子与N生成NO的结合力，氧原子与乙烯生成乙醛的结合力，由催化剂的作用机理结合图示信息知，当氧原子与催化剂的结合力处于中间值时，此反应可发生，因此可用作该反应催化剂的金属M与氧原子的结合力OA(M)的值应满足；催化剂会降低反应的活化能；故答案为： ，减小；

(2)已知、、的燃烧热分别为、、,则热反应方程式分别为：

CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=

CH3CHO(l)+O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)ΔH=

将第3个的热反应方程式减去第1个和第2个的热反应方程式，得反应，则反应热ΔH=；

(3) ①根据第Ⅰ步反应和催化剂的反应原理，总反应减去第Ⅰ步反应得到第Ⅱ步反应的化学方程式；

②总反应速率由慢反应速率决定，是慢反应的反应物，因此增大的浓度能明显增大总反应的平均速率，故答案为：能；总反应的平均速率由慢反应决定，是慢反应的反应物，增大的浓度，慢反应速率增大，总反应的平均速率增大(或是总反应的催化剂，增大的浓度，总反应的平均速率增大)

(4)①a和b温度相同，即平衡常数，c点时，温度升高，根据图2二氧化碳体积分数减小，则平衡正向移动，K增大，所以。

②A.根据方程式可知，一氧化碳与氧气的物质的量之比为2：1，即体积分数与体积分数的比值一直都是2：1，不能说明是否达到平衡状态，当体积分数与体积分数不变改变可以，A不符合题意；

B. 恒容，体积不变，反应前后质量守恒，质量也保持不变，则密度一直保持不变， B不符合题意；

C. 平均摩尔质量等于总质量除以总物质的量，气体总质量一直不变，但是这个反应是气体个数减少的反应，即气体的总物质的量可变，所以容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变能说明达到平衡状态，C符合题意；

D. 容器内碳元素的质量一直不变，容器内物质的总质量也不变，即碳元素的质量分数一直保持不变，D不符合题意。

答案选C。

③被吸收生成，实现了减排，电解时阴极H+得电子生成氢气，使平衡向右移动，增多，所以答案为：存在电离平衡：，阴极放电，浓度减小，平衡右移(或溶液中放电，增大了浓度，与反应生成了，从而使再生)。