【題目】(1)下表中的數(shù)據(jù)表示破壞1 mol化學鍵需消耗的能量(即鍵能,單位為kJ·mol-1):

化學鍵

C—H

C—F

H—F

F—F

鍵能

414

489

565

158

根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)計算以下反應的反應熱△H: CH4(g)+4F2(g)= CF4(g)+4HF(g) △H=____。

(2)已知在448℃時,反應H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K1為49,則反應HI(g)H2(g)+I2(g)==的平衡常數(shù)K3__________。

(4)在一定條件下將CO2與H2混合轉(zhuǎn)化為甲醇CH3OH是一種新型脫碳技術(shù),這一反應同時生成H2O,實現(xiàn)了綠色環(huán)保、節(jié)能減排、廢物利用等目的。在一恒溫恒容密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,進行上述反應。測得CO2和CH3OH(g)的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如圖Ⅲ所示。

①該反應方程式為______________

②0~10 min內(nèi),氫氣的平均反應速率為________;

③該溫度下,反應的平衡常數(shù)為________(保留三位有效數(shù)字);

④10 min后,向該容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2,則再次達到平衡時CH3OH(g)的體積分數(shù)________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

【答案】1928kl/mol 1/7 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 0.225mol/(L·min) 5.33 增大

【解析】

(1)化學反應的焓變=反應物總鍵能-生成物總鍵能。CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g),△H=(414KJ/mol×4+158KJ/mol×4)-(489KJ/mol×4+565KJ/mol×4)=-1928KJ/mol,故答案為:-1928KJ/mol;

(2)反應H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K1=c2(HI)/[c(H2)c(I2)]= 49

HI(g)H2(g)+I2(g)==的平衡常數(shù)K3=,所以本題答案:;

(3)①由圖可知,CO2為反應物,CH3OH為生成物,由已知在一定條件下將CO2與H2混合轉(zhuǎn)化為甲醇CH3OH同時生成H2O,10min時反應已經(jīng)達平衡,△c(CO2)=1.00mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L,△c(CH3OH)= 0.75mol/L,所以該反應的化學方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+ +H2O(g);答案:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);

②10min內(nèi),v(CO2)= 0.75mol/L /10min =0.075mol/(L·min),反應速率之比等于計量數(shù)之比,v(H2)=3v(CO2)=3×0.075mol/(Lmin)=0.225mol/(Lmin);所以0~10 min內(nèi),氫氣的平均反應速率為0.225mol/(Lmin);答案:0.225mol/(Lmin);

③開始CO2的濃度為1mol/L,故容器的體積為1mol/1molL=1L,H2的起始濃度為3mol/L=3mol/L,則

: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);

開始(mol/L) 1 3 0 0

變化(mol/L) 0.75 2.25 0.75 0.75

平衡(mol/L) 0.25 0.75 0.75 0.75

故該溫度下平衡常數(shù)k= 0.75×0.75/[ 0.25×0.753]=5.33;

④第10min后,向該容器中再充入1molCO2和3molH2,等效為增大壓強,平衡向正反應移動,CH3OH(g)的體積分數(shù)增大;答案:增大。

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(2)配制TiCl4溶液時通常將TiCl4固體溶于濃鹽酸再加水稀釋,其目的是_________________________;

(3)加入H2C2O4溶液時,發(fā)生反應的化學方程式為____________________;可循環(huán)使用的物質(zhì)X是________(填化學式),設(shè)計實驗方案驗證草酸氧鈦鋇晶體是否洗滌干凈:_______________________;

(4)煅燒草酸氧鈦鋇晶體得到BaTiO3的同時,生成高溫下的氣體產(chǎn)物有CO、________________;

(5)工業(yè)上用飽和Na2CO3溶液處理重晶石(主要成分是BaSO4),待達到平衡后,移走上層清液,重復多次操作,將其轉(zhuǎn)化為易溶于酸的BaCO3,再由BaCO3制備其它鋇鹽。已知常溫下:Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaCO3)=2.58×10-9,請問至少需要______ mol·L-1的碳酸鈉溶液浸泡才能實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化(忽略CO32-的水解)。

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