题目内容
【题目】能源的开发利用与人类社会的可持续性发展息息相关。
I．已知：Fe2O3（s）＋3C（s）=2Fe（s）＋3CO（g）△H1=akJ·mol-1
CO（g）＋1/2O2（g）=CO2（g）△H2=bkJ·mol-1
4Fe（s）＋3O2（g）=2Fe2O3（s）△H3=ckJ·mol-1
则C的燃烧热________kJ·mol-1
Ⅱ．（1）依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是（填序号）。
A．C（s）+CO2（g）=2CO（g）
B．NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（1）
C．2H2O（l）=2H2（g）+O2（g）
D．2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）
若以熔融的K2C03与C02为反应的环境，依据所选反应设计成一个原电池，请写出该原电池的负极反应：。
（2）某实验小组模拟工业合成氨反应N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）△H=-92．4kJ·mol-1，开始他们将N2和H2混合气体20mol（体积比1：1）充入5L合成塔中。反应前压强为P。，反应过程中压强用P表示，反应过程中P/P。与时间t的关系如下图所示。请回答下列问题：
①反应达平衡的标志是（填字母代号）。
A．压强保持不变
B．气体密度保持不变
C．NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
②2min时，以C（N2）变化表示的平均反应速率为。
③若提高N2的转化率可采取的措施有。
A．向体系中按体积比1：1再充入N2和H2
B．分离出NH3
C．升高温度
D．充入He气使压强增大E．加入一定量的N2
【答案】I．（2a+6b+c）/6Ⅱ．（1）DCO－2e-+CO32-＝2CO2
（2）①AC②0．1mol·L－１·min－１③AB
【解析】
试题解析：I．燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成稳定化合物时放出的热量。依据盖斯定律，将第一个方程式乘以2，加上第二个方程式乘以6，加上第三个方程式，得到的方程式再除以6，可得到目标方程式C（s）+O2（g）=CO2（g），焓变作相应变化即可。
II．（1）原电池反应需要是自发进行的氧化还原反应，据此可知只有D反应符合要求。依据CO燃烧设计的原电池属于燃料电池，负极燃料失电子；因电解质是熔融的K2CO3，故负极反应式为CO与CO32-结合失电子生成CO2，电极反应式为CO－2e-+CO32-＝2CO2；
（2）①A、该反应是一个气体分子总数发生变化的反应，因此压强不变可说明反应达到平衡状态，A正确；B、容器容积不变，气体总质量不变，故气体密度一直不变，B错误；C、氨气的生成速率是正反应速率，氮气的生成速率是逆反应速率，二者的速率比为2:1时，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，C正确。答案选AC。
②设反应消耗的氮气的物质的量为amol，则有
N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）
初始量/mol：10100
变化量/mol：a3a2a
最终量/mol：10-a10-3a2a
根据图像，2min时P/P0＝0．9，根据相同条件下气体压强比等于物质的量之比，则有
，解得a＝1，则以氮气表示的反应速率为：
。
③欲提高氮气的转化率，需使平衡正向移动，但不能通过增加氮气的量实现。A、向体系中按1:1增加氮气和氢气，与原比例相同，相当于增大压强，平衡正向移动，氮气转化率提高，A正确；B、分离出氨气，则平衡正向移动，B正确；C、反应放热，升高温度平衡逆向移动，C错误；D、因容器容积不变，充入惰性气体对平衡无影响，D错误；E、加入氮气，平衡虽然正向移动，但氮气的转化率会减小，E错。答案选AB。
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