Question

下列三個反應(yīng)在某密閉容器中進(jìn)行：
反應(yīng)①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H₁=a kJ?mol^-1
反應(yīng)②2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）△H₂=b kJ?mol^-1
反應(yīng)③2Fe（s）+O₂（g）?2FeO（s）△H₃
（1）則△H₃=    （用含a、b的代數(shù)式表示）
（2）已知500℃時反應(yīng)①的平衡常數(shù)K=1.0，在此溫度下2L密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)①，F(xiàn)e和CO₂的起始量均為2.0mol，達(dá)到平衡時CO₂的轉(zhuǎn)化率為   
（3）將上述平衡體系升溫至700℃，再次達(dá)到平衡時體系中CO的濃度是CO₂濃度的兩倍，則a    0（填“＞”、“＜”或“=”）．為了加快化學(xué)反應(yīng)速率且使體系中CO的物質(zhì)的量增加，其它條件不變時，可以采取的措施有    （填序號）．
A．縮小反應(yīng)器體積    B．再通入CO₂ C．升高溫度    D．使用合適的催化劑
（4）最近一些科學(xué)家研究采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H⁺）實現(xiàn)氮的固定--氨的電解法合成，大大提高了氮氣和氫氣的轉(zhuǎn)化率．總反應(yīng)式為：N₂+3H₂2NH₃．則在電解法合成氨的過程中，應(yīng)將H₂不斷地通入    極（填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽”）；在另一電極通入N₂，該電極反應(yīng)式為    ．
（5）在25℃下，將a mol?L^-1的氨水與0.01mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后溶液中c（NH4⁺）=c（Cl^-），則溶液顯    性（填“酸”“堿”或“中”），可推斷 a    0.01（填大于、等于或小于）．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)蓋斯定律來計算反應(yīng)的焓變；
（2）根據(jù)三段式計算化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率；
（3）根據(jù)溫度對化學(xué)平衡移動的影響和化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素來回答判斷；
（4）在電解池中，陽極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陰極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，根據(jù)電解的總反應(yīng)來書寫電極反應(yīng)；
（5）氨水和鹽酸反應(yīng)生成的氯化銨是酸性的，根據(jù)電荷守恒來判斷酸堿性．
解答：解：（1）根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)③=①×2+②，所以△H₃=2△H₁+△H₂=（2a+b）kJ?mol^-1，故答案為：（2a+b）kJ?mol^-1；
（2）設(shè)二氧化碳的變化濃度是x 
          Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）
初始濃度：1                  0
變化濃度：x                 x
平衡濃度：1-x                   x  
根據(jù)500℃時反應(yīng)①的平衡常數(shù)K=1.0，則=1，解得x=0.5，所以二氧化碳的轉(zhuǎn)化率=×100%=50%，故答案為：50%；
（3）上述平衡體系升溫至700℃，再次達(dá)到平衡時體系中CO的濃度是CO₂濃度的兩倍，則升高溫度化學(xué)平衡正向移動了，所以反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，為了加快化學(xué)反應(yīng)速率且使體系中CO的物質(zhì)的量增加，則反應(yīng)速率加快且平衡正向移動，A．縮小反應(yīng)器體積，即加大壓強，速率加快，但是平衡不移動，故A錯誤；
 B．再通入CO₂ 則速率加快，平衡正向移動，CO的物質(zhì)的量增加，故B正確；
C、升高溫度則速率加快，平衡正向移動，CO的物質(zhì)的量增加，故C正確；
D．使用合適的催化劑則速率加快，但是平衡不移動，故D錯誤．
故選BC．
（4）跟據(jù)總反應(yīng)式：N₂+3H₂2NH₃，氫氣發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，則在電解法合成氨的過程中，應(yīng)將H₂不斷地通入陽極，在另一電極通入N₂，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃，故答案為：陽；N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃；
（5）a mol?L^-1的氨水與0.01mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-），根據(jù)電荷守恒：c（H⁺）=c（OH^-），所以為中性，若二者恰好反應(yīng)，則溶液顯示酸性，反應(yīng)后的溶液中一定有酸性的氯化銨，所以氨水要過量，即a＞0.01mol/L，故答案為：中；大于．
點評：本題涉及蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡的計算和化學(xué)平還呢個、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素以及電化學(xué)知識和溶液中離子濃度的關(guān)系知識，綜合性強，難度不大．