分析 (1)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式,①-②×3得到Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)和反应焓变;
(2)①依据化学方程式和平衡常数概念写出平衡常数表达式,平衡常数=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$;
②由图可知最高点反应到达平衡,到达平衡后,温度越高,φ(CH3OH)越小,升高温度平衡向逆反应进行,据此判断;
③由图象分析先拐先平,温度高TⅡ先达到平衡则TⅡ>TⅠ,纵轴是甲醇的物质的量,温度越高,甲醇越少,平衡逆向进行分析判断;
(3)①根据反应物、反应条件、生成物写出,反应物是二氧化碳和氨气(NH3),反应条件是高温、高压,生成物是尿素[CO(NH2)2]和水;
②根据原电池原理,CO2在正极发生还原反应转化为甲烷,注意电解质溶液为酸性.
解答 解:(1)①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1
②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1
依据盖斯定律①-②×3得到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)①平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,所以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由图可知最高点反应到达平衡,达平衡后,温度越高,φ(CH3OH)越小,平衡向逆反应进行,升高温度平衡吸热方向进行,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,即△H<0,
故答案为:<;
③由图2可知,温度TⅠ<TⅡ,平衡时,温度越高CO的转化率越小,说明升高温度,平衡向逆反应移动,升高温度平衡向吸热反应移动,故该反应正反应为放热反应,则△H<0,升高温度,平衡向逆反应移动,所以KⅠ>KⅡ,
故答案为:>;
(3)①根据反应物是二氧化碳和氨气(NH3),反应条件是高温、高压,生成物是尿素[CO(NH2)2]和水,化学反应式为2NH3+CO2$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$CO(NH2)2+H2O,
故答案为:2NH3+CO2$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$CO(NH2)2+H2O;
②CO2在正极发生还原反应转化为甲烷,考虑电解质为硫酸,所以甲烷中氢来源为硫酸电离的氢离子,根据化合价变化可知1mol二氧化碳变成甲烷得到8mol电子,故电极反应为:CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O,
故答案为:CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O.
点评 本题考查了热化学方程式的书写、化学平衡移动、平衡常数概念理解、转化率的计算及原电池原理的分析应用等,题目涉及的知识点较多,综合性较强,难度中等.分析图象时,要考虑先拐先平衡的原则,则反应条件为温度高或压强大,写电极反应式一定要考虑介质的参与.
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
消耗NaOH溶液的体积(mL) | 20.05 | 20.00 | 18.80 | 19.95 |
醋酸浓度(mol•L-1) | 0.0010 | 0.0100 | 0.0200 | 0.1000 | 0.2000 |
pH | 3.88 | 3.38 | 3.23 | 2.88 | 2.73 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | NH3 平面三角形 sp3杂化 | B. | CCl4 正四面体 sp3杂化 | ||
C. | H2O V形 sp2杂化 | D. | CO32- 三角锥形 sp3杂化 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 原子半径:F<Mg<K | B. | 稳定性:PH3>H2S>NH3 | ||
C. | 酸性:H3PO4<H2SO4<HClO4 | D. | 碱性:Al(OH)3<Mg(OH)2<KOH |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | ①②③④ | B. | ①③⑥ | C. | ①③⑤ | D. | ②④⑥ |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ | |
开始沉淀时的pH | 7.5 | 2.8 | 4.2 | 9.6 |
沉淀完全时的pH | 9.0 | 4.0 | 5 | 11 |
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