问题 填空题

下 * * 个反应在某密闭容器中进行:

反应①Fe(s)+CO2(g)⇌FeO(s)+CO(g)△H1=a kJ•mol-1

反应②2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g)△H2=b kJ•mol-1

反应③2Fe(s)+O2(g)⇌2FeO(s)△H3

(1)则△H3=______(用含a、b的代数式表示)

(2)已知500℃时反应①的平衡常数K=1.0,在此温度下2L密闭容器中进行反应①,Fe和CO2的起始量均为2.0mol,达到平衡时CO2的转化率为______

(3)将上述平衡体系升温至700℃,再次达到平衡时体系中CO的浓度是CO2浓度的两倍,则a______0(填“>”、“<”或“=”).为了加快化学反应速率且使体系中CO的物质的量增加,其它条件不变时,可以采取的措施有______(填序号).

A.缩小反应器体积    B.再通入CO2 C.升高温度    D.使用合适的催化剂

(4)最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氮的固定--氨的电解法合成,大大提高了氮气和氢气的转化率.总反应式为:N2+3H2

通电
一定条件
2NH3.则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入______极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”);在另一电极通入N2,该电极反应式为______.

(5)在25℃下,将a mol•L-1的氨水与0.01mol•L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液中c(NH4+)=c(Cl-),则溶液显______性(填“酸”“碱”或“中”),可推断 a______0.01(填大于、等于或小于).

答案

(1)根据盖斯定律,反应③=①×2+②,所以△H3=2△H1+△H2=(2a+b)kJ•mol-1,故答案为:(2a+b)kJ•mol-1

(2)设二氧化碳的变化浓度是x 

          Fe(s)+CO2(g)⇌FeO(s)+CO(g)

初始浓度:1                  0

变化浓度:x                 x

平衡浓度:1-x                   x  

根据500℃时反应①的平衡常数K=1.0,则

x
1-x
=1,解得x=0.5,所以二氧化碳的转化率=
0.5
1
×100%=50%,故答案为:50%;

(3)上述平衡体系升温至700℃,再次达到平衡时体系中CO的浓度是CO2浓度的两倍,则升高温度化学平衡正向移动了,所以反应是吸热反应,为了加快化学反应速率且使体系中CO的物质的量增加,则反应速率加快且平衡正向移动,A.缩小反应器体积,即加大压强,速率加快,但是平衡不移动,故A错误;

 B.再通入CO2 则速率加快,平衡正向移动,CO的物质的量增加,故B正确;

C、升高温度则速率加快,平衡正向移动,CO的物质的量增加,故C正确;

D.使用合适的催化剂则速率加快,但是平衡不移动,故D错误.

故选BC.

(4)跟据总反应式:N2+3H2

通电
一定条件
2NH3,氢气发生失电子的氧化反应,则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入阳极,在另一电极通入N2,发生得电子的还原反应,即N2+6H++6e-=2NH3,故答案为:阳;N2+6H++6e-=2NH3

(5)a mol•L-1的氨水与0.01mol•L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液中c(NH4+)=c(Cl-),根据电荷守恒:c(H+)=c(OH-),所以为中性,若二者恰好反应,则溶液显示酸性,反应后的溶液中一定有酸性的氯化铵,所以氨水要过量,即a>0.01mol/L,故答案为:中;大于.

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