Question

【題目】海洋約占地球表面積的71﹪，具有十分巨大的開發潛力。

（1）海水中溶解無機碳占海水總碳的95%以上，主要以HCO3﹣形式存在，其準確測量是研究海洋碳循環的基礎。測量溶解無機碳，可采用滴定的方法：取20mL海水于錐形瓶中，用__________盛裝x molL﹣1HCl標準溶液滴定，消耗y mLHCl溶液，則海水中溶解無機碳的濃度=_______molL﹣1。

（2）在體積可變的恒壓（P0）密閉容器中，一定量的CO2與足量的碳反應：C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡時，體系中CO2和CO氣體體積分數與溫度的關系如圖所示。

（已知：氣體分壓=氣體總壓×氣體體積分數。）請回答下列問題：

①C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH____0（填“﹦”，“＜”或“＞”）。

②550℃時，若充入惰性氣體，平衡_____（填“正向移動”，“逆向移動”或“不移動”）。

③650℃時，反應達平衡后CO2的轉化率為__________。

④925℃時，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數Kp=______________。

（3）在固態金屬氧化物電解池中，高溫共電解H2O﹣CO2混合氣體制備H2和CO是一種新

的能源利用方式，基本原理如圖所示。其中X是電源的__________極（填“正”

或“負”），陰極的反應式是：____________________。

Answer 1

【答案】 酸式滴定管 (xy)∕20 ＞ 正向移動 25.0% 23.04P0 負 H2O+2e﹣＝H2+O2﹣，CO2+2e﹣＝CO+O2﹣（或H2O+CO2+4e﹣＝H2+CO+2O2﹣）

【解析】（1）本題考查實驗儀器的選擇以及物質的量濃度的計算，酸式滴定管盛放酸性溶液或具有氧化性的溶液，因此鹽酸用酸式滴定管盛放，發生的反應HCO3－＋H＋=CO2↑＋H2O，因此無機碳的濃度是y×10－3×x/(20×10－3)mol·L－1=xy/20mol·L－1；（2）本題考查勒夏特列原理、化學平衡的計算，①根據圖1，隨著溫度的升高，CO的體積分數增加，CO2的體積分數減小，平衡向正反應方向進行，即△H>0；②這是恒壓下，充入非反應氣體，容積增大，組分的濃度減小，平衡向正反應方向移動；③令起始時CO2的物質的量為1mol，C(s)+CO2(g)2CO(g)

起始量： 1 0

變化量： x 2x

平衡量： 1－x 2x 因此有2x/(1+x)=0.4，解得x=1/4mol，因此CO2的轉化率為1/4×100%=25%；④根據信息，Kp=0.962×P02/（0.04×P0）=23.04P0；（3）本題電解原理和電極反應式的書寫，根據圖2，X電極上H2O→H2，H得到電子，根據電解原理，此電極為陰極，即X為負極，Y為正極，根據圖2，電解質為固體金屬氧化物，因此有陰極反應式為H2O＋2e－=H2＋O2－，CO2＋2e－=CO＋O2－。