题目内容
研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
①已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH1=+489.0 kJ·mol-1
C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为___________________________
②利用燃烧反应可设计成CO/O2燃料电池(以KOH溶液为电解液),写出该电池的负极反应式___________________________________________
(2)某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同条件下反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1
测得CH3OH的物质的量随时间变化如上图所示,回答问题:
①下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是________。
②曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________KⅡ(填“大于”“等于”或“小于”)。
③一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡。
若甲中平衡后气体的压强为开始时的,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为________。
(3)用0.10 mol·L-1盐酸分别滴定20.00 mL 0.10 mol·L-1的NaOH溶液和20.00 mL 0.10 mol·L-1氨水所得的滴定曲线如下:
请指出盐酸滴定氨水的曲线为________(填“A”或“B”),请写出曲线a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序________。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
①已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH1=+489.0 kJ·mol-1
C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为___________________________
②利用燃烧反应可设计成CO/O2燃料电池(以KOH溶液为电解液),写出该电池的负极反应式___________________________________________
(2)某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同条件下反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1
测得CH3OH的物质的量随时间变化如上图所示,回答问题:
①下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是________。
A.升高温度 | B.充入He(g)使体系压强增大 |
C.将H2O(g)从体系中分离 | D.再充入1 mol CO2和3 mol H2 |
③一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡。
容器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 1 mol CO2、3 mol H2 | a mol CO2、b mol H2、c mol CH3OH(g)、c mol H2O(g) |
若甲中平衡后气体的压强为开始时的,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为________。
(3)用0.10 mol·L-1盐酸分别滴定20.00 mL 0.10 mol·L-1的NaOH溶液和20.00 mL 0.10 mol·L-1氨水所得的滴定曲线如下:
请指出盐酸滴定氨水的曲线为________(填“A”或“B”),请写出曲线a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序________。
(1)①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-28.5 kJ·mol-1
②CO+4OH--2e-=CO32—+2H2O
(2)①CD
②大于
③0.4<c≤1
(3)B c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
②CO+4OH--2e-=CO32—+2H2O
(2)①CD
②大于
③0.4<c≤1
(3)B c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
(1)①根据盖斯定律,第一个方程式减去3乘以第二个方程式得Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=ΔH1-3ΔH2=489.0 kJ·mol-1-3×172.5 kJ·mol-1=-28.5 kJ·mol-1。②该燃料电池的总反应方程式为2CO+O2+4OH-=2CO32—+2H2O……①,电池正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-……②,(①-②)÷2得负极反应式为CO+4OH--2e-=CO32—+2H2O。
(2)①A项,升高温度,平衡逆向移动,使比值减小;B项,恒容时充入不反应的气体,平衡不移动,比值不变;C项,将H2O(g)从体系中分离,平衡正向移动,使比值增大;D项,相当于增大压强,平衡正向移动,使比值增大。②曲线Ⅱ优先达到平衡且平衡时生成物CH3OH的物质的量小,说明曲线Ⅱ对应的温度高,升高温度放热反应的平衡常数减小。③甲、乙为等效平衡,甲起始时n(CO2)=1 mol,所以c≤1;利用三段式法可求得甲达到平衡时n(CH3OH)=n(H2O)=0.4 mol,要维持乙中反应起始时逆向进行,需使c>0.4。
(3)NH3·H2O是弱碱,浓度均为0.10 mol·L-1的NaOH溶液和氨水,氨水的pH小,故盐酸滴定氨水的曲线是B;a点pH>7,说明该点氨水过量,溶液中的溶质是NH4Cl和NH3·H2O,故溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
(2)①A项,升高温度,平衡逆向移动,使比值减小;B项,恒容时充入不反应的气体,平衡不移动,比值不变;C项,将H2O(g)从体系中分离,平衡正向移动,使比值增大;D项,相当于增大压强,平衡正向移动,使比值增大。②曲线Ⅱ优先达到平衡且平衡时生成物CH3OH的物质的量小,说明曲线Ⅱ对应的温度高,升高温度放热反应的平衡常数减小。③甲、乙为等效平衡,甲起始时n(CO2)=1 mol,所以c≤1;利用三段式法可求得甲达到平衡时n(CH3OH)=n(H2O)=0.4 mol,要维持乙中反应起始时逆向进行,需使c>0.4。
(3)NH3·H2O是弱碱,浓度均为0.10 mol·L-1的NaOH溶液和氨水,氨水的pH小,故盐酸滴定氨水的曲线是B;a点pH>7,说明该点氨水过量,溶液中的溶质是NH4Cl和NH3·H2O,故溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
练习册系列答案
相关题目