Question

【題目】碳元素及其化合物與人類的生活、生產息息相關，請回答下列問題：

（1）綠色植物的光合作用吸收CO2釋放O2的過程可以描述為以下兩步：

2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s) = 4(C3H6O3)+(s)+O2(g)+4e- △H=+1360 kJ·mol-1

12(C3H6O3)+(s)+12e-= C6H12O6(s，葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g) △H=-1200 kJ·mol-1

則綠色植物利用二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧氣的熱化學方程式為：_________。

（2）工業煉鐵時有如下副反應：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) △H>0，該反應能正向自發進行的原因是_________________。某溫度時，把Fe和CO2放入體積固定的容器中，CO2 的起始濃度為2.0 molL-1，達到平衡后，CO的濃度為1.0 molL-1，則該溫度下，該反應的平衡常數K=___________。如果平衡后，再通入一定量的CO，則CO2的物質的量分數將________________。（填編號）

A.增大 B.減少 C.不變

（3）己知反應Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) △H>0的逆反應速率隨時間變化的關系如下圖，ti—升溫，t2—達到平衡，請在圖上畫出ti—t3時的v(逆)的變化曲線。_______

（4）用間接化學法除去CO的過程如下圖所示：己知電解池的陰極室中溶液的pH在4—6之間，寫出陰極的電極反應式 ____________________________。

Answer 1

【答案】 6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12〇6(s，葡萄糖)+6O2(g) △H=+2880kJmol-1 ΔS>0，高溫條件可自發進行 1.0 C 2HSO3-+2e_+2H+=S2O42-+2H2O

【解析】試題分析：(1)根據蓋斯定律計算二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧氣的焓變；

(2)影響反應方向的因素有焓變和熵變；利用“三段式”計算Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)反應的平衡常數；再通入一定量的CO，平衡常數不變，CO、CO2的比例不變；(3)升溫正逆反應速率均突然增大，平衡正向移動，所以ti—t2之間逆反應速率逐漸增大，t2達到平衡，ti—t2之間速率保持不變。（4）根據圖示陰極2HSO3-得電子生成S2O42-。

解析：(1)

① 2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s) = 4(C3H6O3)+(s)+O2(g)+4e- △H=+1360 kJ·mol-1

② 12(C3H6O3)+(s)+12e-= C6H12O6(s，葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g) △H=-1200 kJ·mol-1

根據蓋斯定律，①×3+②得二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧氣的熱化學方程式6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12〇6(s，葡萄糖)+6O2(g) △H=+2880kJmol-1；

(2)影響反應方向的因素有焓變和熵變，該反應吸熱，根據焓變反應不能自發進行，所以該反應能正向自發進行的原因是ΔS>0，高溫條件可自發進行；

Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)

開始 2.0 0

轉化 1.0 1.0

平衡 1.0 1.0

反應的平衡常數；再通入一定量的CO，平衡常數不變，CO、CO2的比例不變,所以則CO2的物質的量分數將不變；(3)升溫正逆反應速率均突然增大，平衡正向移動，所以ti—t2之間逆反應速率逐漸增大，t2達到平衡，ti—t2之間速率保持不變圖像為。

（4）根據圖示陰極2HSO3-得電子生成S2O42-，電極反應為2HSO3-+2e_+2H+=S2O42-+2H2O。