Question

【題目】能源的開發(fā)利用與人類社會的可持續(xù)性發(fā)展息息相關(guān)．
（1）①Fe2O3（s）+3C（s）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=a kJmol﹣1
②CO（g）+ O2（g）=CO2（g）△H2=b kJmol﹣1
③4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H3=ckJmol﹣1
則C的燃燒熱kJmol﹣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K2C03與C02為反應(yīng)的環(huán)境，依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計成一個原電池，請寫出該原電池的負(fù)極反應(yīng)： ．
（2）某實驗小組模擬工業(yè)合成氨反應(yīng)N2+3H2 2NH3 △H=92.4 kJmol﹣1 ， 開始他們將N2和H2混合氣體20mol（體積比1：1）充入5L合成塔中．反應(yīng)前壓強為P．，反應(yīng)過程中壓強用P表示，反應(yīng)過程中P/P．與時間t的關(guān)系如圖2所示．請回答下列問題：

①反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)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
②2min時，以C（N2）變化表示的平均反應(yīng)速率為 ．
③若提高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He氣使壓強增大
E．加入一定量的N2 ．

Answer 1

【答案】
（1）；D；CO﹣2e﹣+CO32﹣=2CO2
（2）AC；0.1mol?L﹣1?min﹣1；AB
【解析】解：（1）①Fe2O3（s）+3C（s）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=akJmol﹣1②CO（g）+ O（g）=CO2（g）△H=bKJ/mol
③4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H3=ckJmol﹣1
依據(jù)蓋斯定律①×2+②×6+③，6C（s）+6O2（g）=6CO2（g）△H=（2a+6b+c）kJmol﹣1
碳的燃燒熱C（s）+O2（g）=CO2（g）△H= kJmol﹣1
所以答案是： ；
電池的構(gòu)成原理是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計成原電池
A．C（s）+CO2（g）═2CO（g），是吸熱反應(yīng)，不能涉及成原電池，故A不符合；
B．NaOH（aq）+HCl（aq）═NaCl（aq）+H2O（l）是復(fù)分解反應(yīng)，不是氧化還原反應(yīng)，故B不符合；
C．2H2O（l）═2H2（g）+O2（g）反應(yīng)是非自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，故C不符合；
D．2CO（g）+O2（g）═2CO2（g），反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，故D符合；
一氧化碳燃料電池在熔融的K2CO3與CO2為反應(yīng)的環(huán)境中，傳到離子為碳酸根離子，負(fù)極是一氧化碳失電子生成二氧化碳，電極反應(yīng)為：CO﹣2e﹣+CO32﹣=2CO2 ；
所以答案是：D；CO﹣2e﹣+CO32﹣=2CO2 ；（2）①氮氣和氫氣合成氨氣的反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量保持不變；
A．反應(yīng)是氣體體積變化的反應(yīng)，壓強保持不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故A正確；
B．反應(yīng)過程中氣體質(zhì)量不變，體積不變，反應(yīng)過程中密度不變，氣體密度保持不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故B錯誤；
C．NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍，說明正逆反應(yīng)反應(yīng)速率相同，反應(yīng)達(dá)到平衡，故C正確；
所以答案是：AC； ②2min時壓強之比為P；Po=0.9，相同條件下氣體物質(zhì)的量之比等于壓強之比，設(shè)反應(yīng)后的氣體物質(zhì)的量為n，則P：Po=n：20=0.9，n=18mol，反應(yīng)前后物質(zhì)的量減小2mol，依據(jù)反應(yīng)的過程分析，減少的物質(zhì)的量為生成的氨氣物質(zhì)的量，氨氣表示的反應(yīng)速率= =0.2mol/Lmin，依據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式系數(shù)之比得到氮氣表示的反應(yīng)速率為0.11molL﹣1min﹣1；
所以答案是：0.1molL﹣1min﹣1；③提高N2的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是平衡正向進(jìn)行
A．向體系中按體積比1：1再充入N2和H2，恒溫恒容容器中計入銅比例的起始量相當(dāng)于增大壓強，平衡正向進(jìn)行，氮氣的轉(zhuǎn)化率增大，故A符合；
B．分離出NH3 ， 平衡正向進(jìn)行，氮氣的轉(zhuǎn)化率增大，故B符合；
C．反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向進(jìn)行，氮氣的轉(zhuǎn)化率減小，故C不符合；
D．充入He氣使壓強增大，恒溫恒容容器中 氣體分壓不變，平衡不動，故D不符合；
E．加入一定量的N2，提高氫氣的轉(zhuǎn)化率，打不起的轉(zhuǎn)化率減小，故E不符合；
所以答案是：AB．
【考點精析】關(guān)于本題考查的化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征和化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，需要了解化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態(tài)平衡，平衡時反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）；狀態(tài)判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內(nèi)某物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等才能得出正確答案．