题目内容

【题目】利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放,还可重新获得燃料或重要工业产品.
(1)有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2 , 相关热化学方程式如下:6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s)△H=﹣76.0kJmol1
上述反应中每生成1mol Fe3O4 , 转移电子的物质的量为mol.
(2)在一定条件下,二氧化碳转化为甲烷的反应如下:
CO2(g)+4H2 (g) C H4 (g)+2H2O(g),向一容积为2L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2 , 在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2molL1 , H2 0.8molL1 , CH40.8molL1 , H2O1.6molL1 . 则CO2的平衡转化率为300℃时上述反应的平衡常数K= . 200℃时该反应的平衡常数K=64.8,则该反应的△H(填“>’’或“<”)O.

【答案】
(1)2
(2)80%;25;<
【解析】解:(1)①由方程式可知,每生成1mol Fe3O4时生成0.5molC,C元素化合价由+4价降低为0价,故转移电子为0.5mol×4=2mol,故答案为:2;(2)向一容积为2L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2 , 在300℃时发生上述反应,达到平衡时,

CO2(g)+

4H2 (g)

CH4 (g)+

2H2O(g)

起始量(mol/L):

1

4

0

0

变化量(mol/L):

0.8

3.2

0.8

1.6

平衡量(mol/L):

0.2

0.8

0.8

1.6

则CO2的平衡转化率为 ×100%=80%;平衡常数K= =25,200℃时该反应的平衡常数K=64.8,大于300℃时该反应的平衡常数25,说明降低温度平衡向正反应方向移动,故正反应为放热反应,即Q<0,
故答案为:80%;25;<.
(1)反应中Fe元素化合价升高,C元素化合价降低,计算生成C的物质的量,结合C元素化合价变价计算转移电子物质的量;(2)向一容积为2L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2 , 在300℃时发生上述反应,达到平衡时,

CO2(g)+

4H2 (g)

CH4 (g)+

2H2O(g)

起始量(mol/L):

1

4

0

0

变化量(mol/L):

0.8

3.2

0.8

1.6

平衡量(mol/L):

0.2

0.8

0.8

1.6

代入K计算平衡常数,再根据平衡常数相对大小判断温度对平衡移动的影响.

练习册系列答案
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【题目】尿素是蛋白质代谢的产物,也是重要的化学肥料.工业合成尿素反应如下:
2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH22(s)+H2O(g)
(1)在一个真空恒容密闭容器中充入CO2和NH3发生上述反应合成尿素,恒定温度下混合气体中的氨气含量如图1所示.

A点的正反应速率v正(CO2B点的逆反应速率v逆(CO2)(填“>”、“<”或“=”);氨气的平衡转化率为
(2)氨基甲酸铵是合成尿素的一种中间产物.将体积比为2:1的NH3和CO2混合气体充入一个容积不变的真空密闭容器中,在恒定温度下使其发生下列反应并达到平衡:2NH3(g)+CO2(g)═NH2COONH4(s)将实验测得的不同温度下的平衡数据列于表:

温度(℃)

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

平衡气体总浓度 (103mol/L)

2.4

3.4

4.8

6.8

9.4

①关于上述反应的焓变、熵变说法正确的是
A.△H<0,△S<0B.△H>0,△S<0 C.△H>0,△S>0D.△H<0,△S>0
②关于上述反应的平衡状态下列说法正确的是
A.分离出少量的氨基甲酸铵,反应物的转化率将增大
B.平衡时降低体系温度,CO2的体积分数下降
C.NH3的转化率始终等于CO2的转化率
D.加入有效的催化剂能够提高氨基甲酸铵的产率
③氨基甲酸铵极易水解成碳酸铵,酸性条件水解更彻底.将氨基甲酸铵粉末逐渐加入1L0.1mol/L的盐酸溶液中直到pH=7(室温下,忽略溶液体积变化),共用去0.052mol氨基甲酸铵,此时溶液中几乎不含碳元素.
此时溶液中c(NH4+)=;(填具体数值)NH4+水解平衡常数值为
(3)化学家正在研究尿素动力燃料电池,尿液也能发电!用这种电池直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化的水又能发电.尿素燃料电池结构如图2所示,写出该电池的负极反应式:

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