Question

（17分）化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。

　 （1）蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观象冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧和水汽化的热化学方程式为：

　 CH₄（g）+2O?₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=－802.3kJ?mol^-1

　　　 H₂O（l）=H₂O（g） △H=+44kJ?mol^-1

　　　 则356g“可燃冰”（分子式为CH₄?9H₂O）释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水，放出的热量为　　　　　　 。

　 （2）熔融盐燃料电池具有很高的发电效率，因而受到重视，可用Li₂CO₃和Na₂CO₃的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO₂的混合气体为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：正极反应式：

　　　 O₂+2CO₂+4e^-=2CO^2-₃，负极反应式　　　　　　　　 。

　 （3）已知一氧化碳与水蒸气的反应为：

　　　 CO（g）+H₂O（g）　 　 CO₂（g）+H₂（g）

　 　　 ①T℃时，在一定体积的容器中，通入一定量的CO（g）和H₂O（g），发生反应并保持温度不变，各物质浓度随时间变化如下表：

T℃时物质的浓度(mol/L)变化

时间/min	CO(g)	H2O(g)	CO2(g)	H2(g)
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	0.100	0.200	0.100	0.100
4	0.100	0.200	0.100	0.100
5	0.116	0.216	0.084	c1
6	0.096	0.266	0.104	c2

　　　 第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时，改变某一条件后测得的。第4~5min之间，改变的条件是　　　　 。T℃时该化学反应的平衡常数是　　　　 。

　　　 ②已知420℃时，该化学反应的平衡常数为9，如果反应开始时，CO(g)和H₂O（g）的浓度都是0.01mol/L，则CO在此条件下的转化率为　　　　　 。

　　　 ③397℃时，该反应的化学平衡常数为12，请判断该反应的△H　　　 0（填“>、=、<”）。

（4）燃料电池中产生的CO₂气体可以用碱液吸水得到Na₂CO₃和NaHCO₃。常温下向20mL0.1mol/LNa₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol/HCl溶液40mL，溶液中含碳元素的各种微粒（CO₂因逸出未画出）物质的量分数（纵轴）随溶液pH变化的部分情况如下图所示。根据图象回答下列问题：

　 ①在同一溶液中，H₂CO₃、HCO^-₃、CO^2-₃（填：“能”或“不能”）　　 大量共存。②当pH=7时溶液中含碳元素的主要微粒为　　　　　　　　 ，此时溶液中c(HCO^-₃)　　　 c(Na⁺)（填“>、=、<”）。

Answer 1

（17分）

   （1）1780.6kJ（2分）

   （2）2CO+2CO^2-₃―4e^-=4CO₂（2分）

   （3）①增加H₂浓度（2分）0.5（2分）②75%（2分）③<（2分）

   （4）不能（2分）②H₂CO₃、HCO^-₃（2分）<（1分）