综合题14.0分
化学

10.草酸(H2C2O4)广泛存在于食品中,人们对其及相关产品进行了深入研究。

(1)已知反应:H2C2O4 (1)=H2O(g)+CO(g)+CO2(g)  △H=+340kJ·mol-1,为了使草酸分解,通过CO燃烧反应提供能量:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566 kJ·mol-1,空气中氧气的体积分数为0.20,则分解的草酸与所需空气的物质的量之比为___________。

(2)草酸分解生成的CO燃料燃烧不足以提供足够的能量,还可通过甲烷来制备燃料:

CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H >O。常温下,在2 L的密闭容器中通入4 mol CH4气体和6mol CO2气体发生反应,5min后达到平衡,测得CO气体的浓度为0.1 mol·L-1

①达平衡时,该反应的平均反应速率用CO2表示,v(CO2)=__________。

②在不改变反应混合物用量的前提下,为了提高CH4气体的转化率,可采取的措施是________________________。

(3)电解饱和草酸溶液可以制得高档香料乙醛酸(H2C2O3),装置如右图所示,写出复合膜电极的电极反应式________________。

(4)已知草酸为二元酸(K1=6×10-2,K2=6×10-5),是一种温和的还原剂。

①通过计算判断中和反应2Fe(OH)3(s)+3H2C2O42Fe3++6H2O+3C2O42-在常温下能否发生________。(已知:Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39;66=4.67×104)

②在K3Fe(C2O4)3溶液中存在:[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42-,常温下,已知该溶液中[Fe(C2O4)3]3-的浓度与温度的关系如右图,则A点的c(Fe3+)____B点的c(Fe3+)  (填“<”“>”或“=”);其他条件不变,向K3Fe(C2O4)3溶液中加入少量KMnO4固体,Fe3+的浓度______(填“增大”“减小”或“不变”)。





正确答案及相关解析

正确答案

(1)1:3

解析

(1)已知反应:H2C2O4 (1)=H2O(g)+CO(g)+CO2(g)  △H=+340kJ·mol-1,为了使1mol草酸分解,设通过CO燃烧反应提供能量需要的氧气的物质的量为x,由于2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1,放出的热量为566x,空气中氧气的体积分数为0.20,则空气的物质的量等于5x,340=566x,5x=3则分解的草酸与所需空气的物质的量之比为1:3;

(2)草酸分解生成的CO燃料燃烧不足以提供足够的能量,还可通过甲烷来制备燃料:

CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H >O。常温下,在2 L的密闭容器中通入4 mol CH4气体和6 mol CO2气体发生反应,5min后达到平衡,测得CO气体的浓度为0.1 mol·L-1

①达平衡时,该反应的平均反应速率用CO,v(CO)=0.1 mol·L-1/5min=0.02 mol·(L·min)-1,平均反应速率之比等于计量系数之比,用CO2表示,v(CO2)=0.01 mol·(L·min)-1

②降低温度或增大体积,减小压强,平衡正向移动,在不改变反应混合物用量的前提下,为了提高CH4气体的转化率,可采取的措施是降低温度或增大体积,减小压强,平衡正向移动;

(3)在复合膜电极,草酸得电子可以制得高档香料乙醛酸(H

考查方向

化学平衡、电极反应式的书写

解题思路

(1)已知反应:H2C2O4 (1)=H2O(g)+CO(g)+CO2(g)  △H=+340kJ·mol-1,为了使1mol草酸分解,设通过CO燃烧反应提供能量需要的氧气的物质的量为x,由于2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1,放出的热量为566x,空气中氧气的体积分数为0.20,则空气的物质的量等于5x,340=566x,5x=3则分解的草酸与所需空气的物质的量之比为1:3;

(2)①达平衡时,该反应的平均反应速率用CO,v(CO)=0.1 mol·L-1/5min=0.02 mol·(L·min)-1,平均反应速率之比等于计量系数之比,用CO2表示,v(CO2)=0.01 mol·(L·min)-1

②降低温度或增大体积,减小压强,平衡正向移动;

(3)在复合膜电极,草酸得电子可以制得高档香料乙醛酸(H2C2O3),电极反应式为:H2C2O4+2e-+2H+=H2C2O3+H2O;

(4)①K=(k1k

易错点

解题的关键是平衡常数的计算及电极反应式的书写。

知识点

硝酸的化学性质