Question

【題目】含碳化合物在生產生活中廣泛存在。請回答下列問題：

(1)Andren Dasic等提出在金屬催化劑M的作用下以為氧化劑可以氧化乙烯生成乙醛，催化體系氧化還原循環如圖1所示。(物質與氧原子的結合力用表示)，氧原子與生成的結合力，氧原子與乙烯生成乙醛的結合力，則可做該反應催化劑的金屬M與氧原子的結合力 (M)的值應滿足_______。使用催化劑會使該反應的活化能______(填“增大”、“減小”、“不變”)。

(2)已知、、的燃燒熱分別為、、。

則反應： ΔH=_________。

(3)已知在含少量的溶液中，反應分兩步進行：第Ⅰ步反應(慢反應)，第Ⅱ步為快反應。

①請寫出第二步反應的化學方程式：____________。

②增大濃度濃度______(填“能”或“不能”)明顯增大總反應的平均速率，理由為__________。

(4)某密閉容器中發生：，在不同溫度下平衡分解的情況如圖2所示。

①圖中a、b、c三點的平衡常數的大小關系為_____________。

②恒溫恒容條件下，能表示該可逆反應達到平衡狀態的是____________(填標號)

A.體積分數與體積分數的比值保持不變

B.容器內混合氣體的密度保持不變

C.容器內混合氣體的平均摩爾質量保持不變

D.容器內碳元素的質量分數保持不變

③為實現減排，目前較成熟的方法是用高濃度的溶液吸收工業煙氣中的，得溶液X，再利用電解法使溶液再生，其裝置示意圖如圖3，簡述在陰極區再生的原理_______。

Answer 1

【答案】 減小 能 總反應的平均速率由慢反應決定，是慢反應的反應物，增大的濃度，慢反應速率增大，總反應的平均速率增大(或是總反應的催化劑，增大的濃度，總反應的平均速率增大) C 存在電離平衡：，陰極放電，濃度減小，平衡右移(或溶液中放電，增大了濃度，與反應生成了，從而使再生)

【解析】

由催化劑的作用機理結合圖示信息知，當氧原子與催化劑的結合力處于中間值時，此反應可發生，催化劑會降低反應的活化能；根據蓋斯定律求反應熱，先分別寫出燃燒熱的熱反應方程式，再用第3個的熱反應方程式減去第1個和第2個的熱反應方程式；根據第I步反應和催化劑的反應原理，總反應減去第I步反應得到第Ⅱ步反應的化學方程式；總反應速率由慢反應速率決定，是慢反應的反應物，因此增大的濃度能明顯增大總反應的平均速率；溫度相同，化學平衡常數不變，溫度升高由圖觀察平衡的移動方向，比較平衡常數；平衡狀態的判斷通過濃度不再改變、正反應速率等于逆反應速率和其它變量不再改變來判斷。

(1) 氧原子與N生成NO的結合力，氧原子與乙烯生成乙醛的結合力，由催化劑的作用機理結合圖示信息知，當氧原子與催化劑的結合力處于中間值時，此反應可發生，因此可用作該反應催化劑的金屬M與氧原子的結合力OA(M)的值應滿足；催化劑會降低反應的活化能；故答案為： ，減��；

(2)已知、、的燃燒熱分別為、、,則熱反應方程式分別為：

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=

將第3個的熱反應方程式減去第1個和第2個的熱反應方程式，得反應，則反應熱ΔH=；

(3) ①根據第Ⅰ步反應和催化劑的反應原理，總反應減去第Ⅰ步反應得到第Ⅱ步反應的化學方程式；

②總反應速率由慢反應速率決定，是慢反應的反應物，因此增大的濃度能明顯增大總反應的平均速率，故答案為：能；總反應的平均速率由慢反應決定，是慢反應的反應物，增大的濃度，慢反應速率增大，總反應的平均速率增大(或是總反應的催化劑，增大的濃度，總反應的平均速率增大)

(4)①a和b溫度相同，即平衡常數，c點時，溫度升高，根據圖2二氧化碳體積分數減小，則平衡正向移動，K增大，所以。

②A.根據方程式可知，一氧化碳與氧氣的物質的量之比為2：1，即體積分數與體積分數的比值一直都是2：1，不能說明是否達到平衡狀態，當體積分數與體積分數不變改變可以，A不符合題意；

B. 恒容，體積不變，反應前后質量守恒，質量也保持不變，則密度一直保持不變， B不符合題意；

C. 平均摩爾質量等于總質量除以總物質的量，氣體總質量一直不變，但是這個反應是氣體個數減少的反應，即氣體的總物質的量可變，所以容器內混合氣體的平均摩爾質量保持不變能說明達到平衡狀態，C符合題意；

D. 容器內碳元素的質量一直不變，容器內物質的總質量也不變，即碳元素的質量分數一直保持不變，D不符合題意。

答案選C。

③被吸收生成，實現了減排，電解時陰極H+得電子生成氫氣，使平衡向右移動，增多，所以答案為：存在電離平衡：，陰極放電，濃度減小，平衡右移(或溶液中放電，增大了濃度，與反應生成了，從而使再生)。