Question

能源的開發(fā)利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展息息相關。

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

則C的燃燒熱ΔH＝________ kJ·mol－1。

Ⅱ.（1）依據(jù)原電池的構成原理，下列化學反應在理論上可以設計成原電池的是________（填序號）。

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與CO2為反應的環(huán)境，依據(jù)所選反應設計成一個原電池，請寫出該原電池的負極反應：____________________________________________________________。

（2）某實驗小組模擬工業(yè)合成氨反應N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，開始他們將N2和H2混合氣體20 mol（體積比1∶1）充入5 L合成塔中，反應前壓強為p0，反應過程中壓強用p表示，反應過程中與時間t的關系如圖所示。

請回答下列問題：

①反應達平衡的標志是（填字母代號）________。

A．壓強保持不變

B．氣體密度保持不變

C．NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍

②0～2 min內(nèi)，以c（N2）變化表示的平均反應速率為________。

③欲提高N2的轉化率，可采取的措施有________。

A．向體系中按體積比1∶1再充入N2和H2

B．分離出NH3

C．升高溫度

D．充入氦氣使壓強增大

E．加入一定量的N2

（3）25 ℃時，BaCO3和BaSO4的溶度積常數(shù)分別是8×10－9和1×10－10，某含有BaCO3沉淀的懸濁液中，c（CO32-）＝0.2 mol·L－1，如果加入等體積的Na2SO4溶液，若要產(chǎn)生BaSO4沉淀，加入Na2SO4溶液的物質(zhì)的量濃度最小是________ mol·L－1。

 

Answer 1

Ⅰ.

Ⅱ.（1）D　CO－2e－＋CO32-=2CO2

（2）①AC　②0.1 mol·L－1·min－1　③AB　（3）0.01

【解析】Ⅰ.三個熱化學方程式依次編號為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律，（①×2＋②×6＋③）÷6得，C（s）＋O2（g）=CO2（g）　ΔH＝（2a＋6b＋c）kJ·mol－1，則C的燃燒熱為 kJ·mol－1。Ⅱ.（1）自發(fā)的氧化還原反應可以設計成原電池，選D；負極失電子發(fā)生氧化反應，負極反應為CO－2e－＋CO32-=2CO2。（2）①此反應是反應前后氣體分子數(shù)不相等的反應，壓強不變說明達到平衡；因為氣體總的質(zhì)量不變，容器體積不變，所以密度始終不變，不能運用密度不變作為反應達到平衡的標志；NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍，說明反應達到平衡。②設反應的N2為x mol，則反應的H2為3x mol，生成的NH3為2x mol，由壓強關系得＝0.9，解得x＝1，則用氮氣表示的平均反應速率為＝0.1 mol·L－1·min－1。③此反應的正反應為放熱反應，所以升高溫度平衡逆向移動，氮氣的轉化率降低，C錯誤；充入氦氣使壓強增大，但各物質(zhì)的濃度不變，平衡不移動，氮氣的轉化率不變，D錯誤；加入一定量的氮氣，氮氣的轉化率降低，E錯誤。（3）根據(jù)題給數(shù)據(jù)，由Ksp（BaCO3）＝

c（Ba2＋）·c（CO32-）得c（Ba2＋）＝4×10－8 mol·L－1，混合后溶液中，c（Ba2＋）＝2×10－8 mol·L－1，要想產(chǎn)生BaSO4沉淀，至少需要Qc＝c（Ba2＋）·c（SO42-）＝Ksp（BaSO4），計算得c（SO42-）＝5×10－3 mol·L－1，則加入Na2SO4溶液的物質(zhì)的量濃度最小是0.01 mol·L－1。