问题 填空题

能源的开发利用与人类社会的可持续发展息息相关。

Ⅰ.已知:Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)

ΔH1=a kJ·mol-1

CO(g)+O2(g)=CO2(g)     ΔH2=b kJ·mol-1

4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)  ΔH3=c kJ·mol-1

则C的燃烧热ΔH=________kJ·mol-1

Ⅱ.(1)依据原电池的构成原理,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________(填序号)。

A.C(s)+CO2(g)=2CO(g)

B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)

C.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)

D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)

若以熔融的K2CO3与CO2为反应的环境,依据所选反应设计成一个原电池,请写出该原电池的负极反应:_____________________________________。

(2)某实验小组模拟工业合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,开始他们将N2和H2混合气体20 mol(体积比1∶1)充入5 L合成塔中,反应前压强为P0,反应过程中压强用P表示,反应过程中与时间t的关系如图所示。

请回答下列问题:

①反应达平衡的标志是__________________________(填字母代号,下同)。

A.压强保持不变

B.气体密度保持不变

C.NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍

②0~2 min内,以c(N2)变化表示的平均反应速率为________________。

③欲提高N2的转化率,可采取的措施有_____________________________。

A.向体系中按体积比1∶1再充入N2和H2

B.分离出NH3

C.升高温度

D.充入氦气使压强增大

E.加入一定量的N2

(3)25℃时,BaCO3和BaSO4的溶度积常数分别是8×10-9和1×10-10,某含有BaCO3沉淀的悬浊液中,c(CO32-)=0.2 mol·L-1,如果加入等体积的Na2SO4溶液,若要产生BaSO4沉淀,加入Na2SO4溶液的物质的量浓度最小是________mol·L-1

答案

Ⅰ.

Ⅱ.(1)D CO-2e+CO32-=2CO2

(2)①AC ②0.1 mol·L-1·min-1 ③AB (3)0.01

Ⅰ.三个热化学方程式依次编号为①、②、③,根据盖斯定律,(①×2+②×6+③)÷6得,C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=(2a+6b+c)kJ·mol-1,则C的燃烧热为kJ·mol-1。Ⅱ.(1)自发的氧化还原反应可以设计成原电池,选D;负极失电子发生氧化反应,负极反应为CO-2e+CO32-=2CO2

(2)①此反应是反应前后气体分子数不相等的反应,压强不变说明达到平衡;因为气体总的质量不变,容器体积不变,所以密度始终不变,不能运用密度不变作为反应达到平衡的标志,NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍,说明反应达到平衡。②设反应的N2为x mol,则反应的H2为3x mol,生成的NH3为2x mol,由压强关系得=0.9,解得x=1,则用氮气表示的平均反应速率为=0.1 mol·L-1·min-1。③此反应的正反应为放热反应,所以升高温度平衡逆向移动,氮气的转化率降低,C错误;充入氦气使压强增大,但各物质的浓度不变,平衡不移动,氮气的转化率不变,D错误;加入一定量的氮气,氮气的转化率降低,E错误。(3)根据题给数据,由Ksp(BaCO3)=c(Ba2)·c(CO32-)得c(Ba2)=4×10-8mol·L-1,混合后溶液中,c(Ba2)=2×10-8mol·L-1,要想产生BaSO4沉淀,至少需要

c(Ba2)·c(SO42-)=Ksp(BaSO4),计算得c(SO42-)=5×10-3mol·L-1,则加入Na2SO4溶液的物质的量浓度最小是0.01 mol·L-1

多项选择题
单项选择题