问题 问答题

请回答下列问题:

(1)现代工业将煤炭气化,既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO2等的排放,又可以扩大水煤气的广泛用途.

①已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g);△H1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H2

则反应C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g);△H=______.(用含△H1、△H2的代数式表示)

②CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g);△H3.现在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H2的混合气体,控温,进行实验,测得相关数据如下图1和图2.

a.该反应的△H3______0(选填“<”、“>”或“=”,下同),K1______K2

b.将容器d中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态,可采取的措施有______.

(2)某燃料电池以熔融态K2CO3为电解质,一极通入CO,另一极通入空气和CO2的混合气体.已知该燃料电池正极反应为2CO2+O2+4e-=2CO32-;则其负极的电极反应式为______.

(3)图3为某温度下,Fe(OH)3(s)、Mg(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液的pH,金属阳离子浓度变化情况.据图分析:

该温度下,溶度积常数的关系为:Ksp[Fe(OH)3]______Ksp[Mg(OH)2]

(填:>、=、<);如果在新生成的Mg(OH)2浊液中滴入足量的Fe3+,振荡后,白色沉淀会全部转化为红褐色沉淀,原因是

______.

答案

(1)①2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H1   ①

        2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H2    ②

盖斯定律得①-②得:2C(s)+2H2O(g)⇌2CO(g)+2H2(g)△H1-△H2

则反应C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)△H=

H1-△H 2
2
,故答案为:
H1-△H 2
2

 ②a.图1可以看出,甲醇的物质的量为0.6mol的曲线温度大,说明升高温度,甲醇的物质的量减少,即平衡逆向移动,说明正反应是放热反应,所以△H3<0,故答案为:<;

因正反应是放热反应,温度降低,平衡正向移动,平衡常数增大,所以说低温时平衡常数大,故答案为:>;

b.因正反应为放热反应,同时是气体化学计量数减小的反应,所以可通过升温、减压等措施使平衡逆向移动,故答案为:升温、减压;

(2)电池的总反应为:2CO+O2=2CO2,正极反应为2CO2+O2+4e-=2CO32-,所以负极的电极反应式为:CO+CO32--2e-=2CO2,故答案为:CO+CO32--2e-=2CO2

(3)由b、c两点得:KSP[Fe(OH)3]=c(Fe3+)•(OH-3=c(Fe3+)•(10-12.73,而KSP[Mg(OH)2]=c(Mg2+)•(OH-2=c(Mg2+)•(10-9.62,因c(Fe3+)=c(Mg2+),所以KSP[Fe(OH)3]<KSP[Mg(OH)2],故答案为:<;浊液中存在溶解平衡:Mg(OH)2⇌Mg2++2OH-,当加入Fe3+后与OH-生成更难溶解的Fe(OH)3,使平衡继续向右移动,最后Mg(OH)2全部溶解转化为红棕色的Fe(OH)3

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