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    （10分）研究碳及其化合物的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。某学习小组查阅资料并进行相关探究，请帮忙完成以下探究。
    （1）pC类似于pH，是指极稀溶液中的溶质浓度的常用对数的负值。如某溶液中某溶质的浓度为1×10－3 mol/L，则该溶液中该溶质的pC＝－lg(1×10－3)＝3。如图为25℃时H2CO3溶液的pC－pH图。请回答下列问题：（若离子浓度小于10-5mol/L，可认为该离子不存在）

    ①在同一溶液中，H2CO3、HCO3－、CO32－________(填“能”或“不能”)大量共存。
    ②H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1        。
    ③人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系(H2CO3/HCO3－)可以抵消少量酸或碱，维持pH7.4。当过量的酸进入血液中时，血液缓冲体系中的c(H+)/c(H2CO3)最终将        。

    A．变大B．变小C．基本不变D．无法判断
    （2）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图，

    该电池反应的离子方程式为                                。
    （3）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为： CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g)  △H ；
    ①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图
    所示，则上述CO2转化为甲醇反应热ΔH        0(填“>” “<”或“＝”)。

    ②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式投入反应物，一段时间后达到平衡。
    容 器
    		甲
    		乙
    反应物
    投入量
    		1molCO2
    3molH2
    		a molCO2、b molH2、
    c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
    若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，要使平衡后乙与甲中各物质浓度相同，且起始时维持反应逆向进行，则c的取值范围为               。

    （共10分）
    （1）①不能  (1分) ②10-6　 (2分) ③A　(1分)
    （2）Mg + ClO- + H2O = Cl- + Mg(OH)2（2分）。
    （3）①＜  (2分)    ② 0.4＜c≤1  （2分）。

    解析试题分析：（1）①：H2CO3会发生电离出H+， HCO3－会发生电离出H+和发生水解结合H+， CO32－会发生水解与H+结合，故H2CO3、HCO3－、CO32－不能大量共存。②分析图中可以看到当PH=6时H2CO3发生一极电离，因此Ka110-6。③过量的酸含有大量的H+，因此c(H+)/c(H2CO3)最终将变大。
    （2）由图中分析得出，Mg是负极，失去电子，生成Mg(OH)2，ClO-会得到电子生成Cl-，因此电池反应的离子方程式为：Mg + ClO- + H2O = Cl- + Mg(OH)2。
    （3）①由图可知最高点反应到达平衡，达平衡后，温度越高，φ（CH3OH）越小，平衡向逆反应进行，升高温度平衡吸热方向进行，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，即△H3＜0。
    故答案为：＜。
    ②根据分析化学方程式，反应前后的化学总物质的量之比是2:1，又因为甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，因此c的最小量为0.8/[（1mol+3mol）/2]=0.4mol,最大值为1mol，故c的取值范围为：0.4＜c≤1。
    考点："三废"处理与环境保护 热化学方程式 原电池和电解池的工作原理 化学平衡的影响因素 化学平衡的计算 弱电解质在水溶液中的电离平衡 难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质 酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算
    点评：（1）本题考查弱电解质在水溶液中的电离及图象，学生能正确了利用图象来分析是解答本题的关键，并注意利用习题中的信息来解答，难度不大．（2）本题从多个角度对化石燃料进行了全面的考查，难度中等，培养了学生分析问题解决问题的能力．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2013?泰安一模）研究碳及其化合物的性质对促进低碳社会的构建具有重要意义．
    （1）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应 CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下两组数据：
    实验组 温度℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
    CO H2O H2 CO
    1 650 4 2 1.6 2.4 6
    2 900 2 1 0.4 1.6 3
    ①实验1中以CO2表示的反应速率为
    0.13mol/（L?min）
    0.13mol/（L?min）
    （保留2位小数）；
    ②该反应为
    放热
    放热
    （填“吸热”或“放热”）反应；
    ③实验2的平衡常数为
    0.17
    0.17
    ．
    （2）已知在常温常压下：
    2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=-1451.6kJ?mol-1
    2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ?mol-1
    写出甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式
    CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8kJ/mol
    CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8kJ/mol
    ．
    （3）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，实验室用如图装置模拟该过程，其原理是：通电后，Co2+被氧化成Co3+，然后以Co3+做氧化剂把甲醇氧化成CO2而除去（Co3+的还原产物是CO2+）．
    ①写出阳极电极反应式
    Co2+-e-=Co3+
    Co2+-e-=Co3+
    ；
    ②写出除去甲醇的离子方程式
    6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
    6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义．
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    （1）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO．
    ①750℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此时反应的化学方程式是
     
    ；
    ②由MgO可制成“镁--次氯酸盐”电池，其装置示意图如图1，该电池正极的电极反应式为
     
    ；
    （2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH+H2O （g）△H=QkJ?mol-1
    ①该反应的平衡常数表达式为K=
     
    ．
    ②取五份等体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中发生上述反应，反应相同时间后测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述反应的Q
     
    0（填“＞”“＜”或“=”）；
    ③在其中两个容器中，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线I、II对应的平衡常数大小关系为KⅠ
     
    KⅡ（填“＞”“＜”或“=”）．
    （3）用H2或CO催化还原NO可以达到消除污染的目的．
    已知：2NO（g）═N2（g）+O2（g）△H=-180.5kJ?mol-1
    2H2O（1）═2H2（g）+O2（g）△H=+571.6kJ?mol-1
    则2H2（g）与NO（g）反应生成N2（g）和H2O（1）的热化学方程式是
     
    ．

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    科目：高中化学 来源：2012-2013学年山东省泰安市高三3月第一轮复习质量检测化学试卷（解析版） 题型：计算题

    研究碳及其化合物的性质对促进低碳社会的构建具有重要意义。

     (1)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通人体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应 CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下两组数据：

    实验组

    温度℃

    起始量/mol

    平衡量/mol

    达到平衡所需时间/min

    CO

    H2O

    H2

    CO

    1

    650

    4

    2

    1.6

    2.4

    6

    2

    900

    2

    1

    0.4

    1.6

    3

    ①实验1中以CO2表示的反应速率为_____________(保留2位小数)；

    ②该反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应；

    ③实验2的平衡常数为___________________________。

    (2)已知在常温常压下：

    2CH3OH(l)+3O2(g)＝2CO2(g)+4H2O(l)  △H＝－1451.6kJ/mol

    2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)   △H＝－566.0kJ/mol

    写出甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式_______________________________。

    (3)甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，实验室用如图装置模拟该过程，其原理是：通电后，Co2+被氧化成Co3+，然后以Co3+做氧化剂把甲醇氧化成CO2而除去(Co3+的还原产物是CO2+)。

    ①写出阳极电极反应式_______________________________________________________________ ；

    ②写出除去甲醇的离子方程式__________________________________________________________。

     

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    科目：高中化学 来源：2012-2013学年福建省高三上学期期末考试化学试卷（解析版） 题型：实验题

    （10分）研究碳及其化合物的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。某学习小组查阅资料并进行相关探究，请帮忙完成以下探究。

    （1）pC类似于pH，是指极稀溶液中的溶质浓度的常用对数的负值。如某溶液中某溶质的浓度为1×10－3 mol/L，则该溶液中该溶质的pC＝－lg(1×10－3)＝3。如图为25℃时H2CO3溶液的pC－pH图。请回答下列问题：（若离子浓度小于10-5mol/L，可认为该离子不存在）

    ①在同一溶液中，H2CO3、HCO3－、CO32－________(填“能”或“不能”)大量共存。

    ②H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1        。

    ③人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系(H2CO3/HCO3－)可以抵消少量酸或碱，维持pH7.4。当过量的酸进入血液中时，血液缓冲体系中的c(H+)/c(H2CO3)最终将        。

    A．变大             B．变小             C．基本不变         D．无法判断

    （2）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图，

    该电池反应的离子方程式为                                。

    （3）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为： CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g)  △H ；

    ①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图

    所示，则上述CO2转化为甲醇反应热ΔH        0(填“>” “<”或“＝”)。

    ②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式投入反应物，一段时间后达到平衡。

    容 器

    甲

    乙

    反应物

    投入量

    1molCO2

    3molH2

    a molCO2、b molH2、

    c molCH3OH(g)、c molH2O(g)

    若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，要使平衡后乙与甲中各物质浓度相同，且起始时维持反应逆向进行，则c的取值范围为               。

     

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