分析 (1)已知:①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)═2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1
②C(s,石墨)+CO2(g)═2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1
根据盖斯定律,①-②×3可得:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g);
(2)①化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度的化学计量数幂指数的乘积与各种反应物浓度的化学计量数幂指数的乘积的比;
②由甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系图示可知:当反应达到平衡后,升高温度,甲醇的体积分数减小,说明升高温度,化学平衡逆向移动;
③曲线Ⅱ比I先达到平衡,说明曲线Ⅱ的反应速率快,平衡时曲线Ⅱ甲醇的物质的量较小,说明平衡向逆反应进行,由于正反应为气体体积减小的反应,不能是增大压强,说明温度曲线Ⅱ>I,由于温度高,CH3OH含量低,说明化学平衡常数减小;
(3)①由CO2和NH3在一定条件下合成尿素[CO(NH2)2],根据质量守恒定律书写方程式;
假设n(CO2)=1 mol,则n(NH3)=3mol.由于达平衡时CO2的转化率为60%,所以反应消耗的n(CO2)=0.6 mol,根据方程式可知反应的NH3的物质的量,进而计算氨气的转化率;
②用硫酸溶液作电解质进行电解,CO2在电极上可转化为甲烷,酸性条件下还有水生成;
③根据电离常数可知HCO3-水解强于NH4+水解,故显弱碱性.
解答 解:(1)已知:①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)═2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1
②C(s,石墨)+CO2(g)═2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1
根据盖斯定律,①-②×3可得:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5 kJ•mol-1,
故答案为:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5 kJ•mol-1;
(2)①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数表达式K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)×c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×{c}^{3}({H}_{2})}$,
故答案为:$\frac{c(C{H}_{3}OH)×c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×{c}^{3}({H}_{2})}$;
②由甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系图示可知:当反应达到平衡后,升高温度,甲醇的体积分数减小,说明升高温度,化学平衡逆向移动,升高温度平衡向吸热反应方向移动,逆反应方向为吸热反应,所以正反应为放热反应,所以△H<0,
故答案为:<;
③曲线Ⅱ比I先达到平衡,说明曲线Ⅱ的反应速率快,平衡时曲线Ⅱ甲醇的物质的量较小,说明平衡向逆反应进行,由于正反应为气体体积减小的反应,不能是增大压强,说明温度曲线Ⅱ>I,由于温度高,CH3OH含量低,说明化学平衡常数KⅠ>KⅡ,
故答案为:>;
(3)①根据质量守恒定律,由CO2和NH3在一定条件下合成尿素[CO(NH2)2]的反应方程式为:2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O,
假设n(CO2)=1 mol,则n(NH3)=3mol,由于达平衡时CO2的转化率为60%,所以反应消耗的n(CO2)=0.6 mol,根据方程式可知反应的NH3的物质的量n(NH3)=1.2 mol,所以氨气的转化率为(1.2 mol÷3mol)×100%=40%,
故答案为:2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O;40%;
②用硫酸溶液作电解质进行电解,CO2在电极上可转化为甲烷,该电极反应的方程式为:CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O,故答案为:CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O;
③一水合氨的电离常数大于HCO3-的电离常数,可知HCO3-水解程度强于NH4+水解程度,故NH4HCO3溶液呈弱碱性,故答案为:碱性.
点评 本题考查化学平衡有关计算及影响因素、热化学方程式书写、原电池、电离平衡常数等,是对学生综合能力的考查,难度中等.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 制备Fe(OH)2 | B. | 实验室制备乙炔 | ||
C. | 从碘与NaCl混合液中分离出碘 | D. | 比较白磷、红磷的着火点 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | SiO2是酸性氧化物,但不与水反应 | |
B. | 泡花碱属于盐类 | |
C. | 明矾和漂白粉均可用于自来水的杀菌、消毒 | |
D. | 玻璃和陶瓷都属于传统硅酸盐材料 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
物质 | 相对分子 质量 | 密度/ (相对于水) | 沸点/℃ | 溶解性 |
苯甲醛 | 106 | 1.046 | 178.8 | 微溶于水,可混溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿 |
苯甲醇 | 108 | 1.042 | 205.7 | 溶于水,易溶于乙醇、醚、芳烃 |
苯甲酸 | 122 | 1.271 | 249.2 | 微溶于水,易溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯、二硫化碳、四氯化碳 |
苯甲酸钠 | 144 | 1.442 | 249.3 | 溶于水和乙醇、甘油、苯、甲醇、微溶于乙醚 |
温度/℃ | 25 | 50 | 95 |
溶解度/g | 0.17 | 0.95 | 6.8 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | a容器中,0~5min内平均反应速率ν(H2)=0.04mol/(L.min) | |
B. | 反应均进行到5min时,三个容器中一定达到化学平衡状态的是b | |
C. | 当三个容器内的反应都达到化学平衡时,CO转化率最大的是a | |
D. | 保持温度和容积不变,若开始时向b容器中充入0.6mol CO(g)、1.2mol H2(g)和0.4mol CH3OH(g),则反应开始时ν正(H2)<ν(逆) |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | Na与氧气 | B. | 澄清石灰水与二氧化碳 | ||
C. | 碳与氧气 | D. | 过氧化钠和水 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 过滤法 | B. | 蒸馏法 | C. | 膜分离法 | D. | 离子交换法 |
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