Question

能源的開發(fā)利用與人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)。

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(gòu)成原理，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是________（填序號(hào)）。

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(yīng)的環(huán)境，依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池，請(qǐng)寫出該原電池的負(fù)極反應(yīng)：_____________________________________。

（2）某實(shí)驗(yàn)小組模擬工業(yè)合成氨反應(yīng)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(yīng)前壓強(qiáng)為P0，反應(yīng)過程中壓強(qiáng)用P表示，反應(yīng)過程中與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。

請(qǐng)回答下列問題：

①反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)志是__________________________（填字母代號(hào)，下同）。

A．壓強(qiáng)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(yīng)速率為________________。

③欲提高N2的轉(zhuǎn)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(qiáng)增大

E．加入一定量的N2

（3）25℃時(shí)，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(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)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(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池，選D；負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)為CO－2e－＋CO32-=2CO2。

（2）①此反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等的反應(yīng)，壓強(qiáng)不變說明達(dá)到平衡；因?yàn)闅怏w總的質(zhì)量不變，容器體積不變，所以密度始終不變，不能運(yùn)用密度不變作為反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志，NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍，說明反應(yīng)達(dá)到平衡。②設(shè)反應(yīng)的N2為x mol，則反應(yīng)的H2為3x mol，生成的NH3為2x mol，由壓強(qiáng)關(guān)系得＝0.9，解得x＝1，則用氮?dú)獗硎镜钠骄�反�?yīng)速率為＝0.1 mol·L－1·min－1。③此反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以升高溫度平衡逆向移動(dòng)，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率降低，C錯(cuò)誤；充入氦氣使壓強(qiáng)增大，但各物質(zhì)的濃度不變，平衡不移動(dòng)，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率不變，D錯(cuò)誤；加入一定量的氮?dú)猓�氮�(dú)獾霓D(zhuǎn)化率降低，E錯(cuò)誤。（3）根據(jù)題給數(shù)據(jù)，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，要想產(chǎn)生BaSO4沉淀，至少需要

c（Ba2＋）·c（SO42-）＝Ksp（BaSO4），計(jì)算得c（SO42-）＝5×10－3mol·L－1，則加入Na2SO4溶液的物質(zhì)的量濃度最小是0.01 mol·L－1。