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。已知:Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO
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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。 已知:Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g);ΔH1=+489.0 kJ·mol-1 C(s)+CO2(g)=2CO(g);ΔH2=+172.5 kJ·mol-1。 则CO还原Fe2O3的热化学方程式为________________________________ (2)某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示,请回答下列问题:
①该反应的平衡常数的表达式为K=________。 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在下图a、b、c三点中,H2的转化率由高到低的顺序是________(填字母)。
(3)在其他条件不变的情况下,将容器体积压缩到原来的1/2,与原平衡相比,下列有关说法正确的是________(填序号)。 a.氢气的浓度减小 b.正反应速率加快,逆反应速率也加快 c.甲醇的物质的量增加 d.重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大 |
答案
(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g);ΔH=-28.5 kJ·mol-1 (2)① ②大于 ③a、b、c (3)bc |
解析
利用盖斯定律即可写出相应的热化学方程式。分析曲线Ⅰ、Ⅱ可知,两曲线的温度不同,且曲线Ⅰ的温度低于曲线Ⅱ的温度,由于该反应是放热反应,所以KⅠ>KⅡ。H2的起始投入量越少,其平衡转化率越高。在其他条件不变的情况下,将容器体积压缩到原来的1/2,与原平衡相比,所有组分的浓度均增大,正、逆反应速率均加快,平衡正向移动,生成物的物质的量增加,反应物的转化率增大,重新达到平衡时n(H2)/n(CH3OH)减小。 |
举一反三
大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。
(1)O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成: ①I-(aq)+ O3(g)===IO-(aq)+O2(g) ΔH1 ②IO-(aq)+H+(aq)HOI(aq) ΔH2 ③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)I2(aq)+H2O(l) ΔH3 总反应的化学方程式为_________________________________,其反应热ΔH=________。 (2)在溶液中存在化学平衡:I2(aq)+I-(aq)I3—(aq),其平衡常数表达式为________。 (3) 为探究Fe2+对O3氧化I-反应的影响(反应体系如上图),某研究小组测定两组实验中I3—浓度和体系pH,结果见下图和下表。
编号
| 反应物
| 反应前pH
| 反应后pH
| 第1组
| O3+I-
| 5.2
| 11.0
| 第2组
| O3+I-+Fe2+
| 5.2
| 4.1
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图2 ①第1组实验中,导致反应后pH升高的原因是_____________________________ ②图1中的A为________。由Fe3+生成A的过程能显著提高I-的转化率,原因是_____________________________________________ ③第2组实验进行18 s后,I3—浓度下降。导致下降的直接原因有(双选)________。 A.c(H+)减小 B.c(I-)减小 C.I2(g)不断生成 D.c(Fe3+)增加 (4)据图2,计算3~18 s内第2组实验中生成I3—的平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。 |
已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)ΔH=+489.0 kJ·mol-1① CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.0 kJ·mol-1② C(石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5 kJ·mol-1③ 则4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)的ΔH为( )A.+1 164.1 kJ·mol-1 | B.-1 641.0 kJ·mol-1 | C.-259.7 kJ·mol-1 | D.-519.4 kJ·mol-1 |
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已知:NH3·H2O(aq)与H2SO4(aq)反应生成1 mol正盐的ΔH=-24.2 kJ·mol-1;强酸、强碱的稀溶液反应的中和热为ΔH=-57.3 kJ·mol-1。则NH3·H2O在水溶液中电离的ΔH等于( )A.-69.4 kJ·mol-1 | B.-45.2 kJ·mol-1 | C.+69.4 kJ·mol-1 | D.+45.2 kJ·mol-1 |
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已知:P4(g)+6Cl2(g)=4PCl3(g) ΔH=a kJ·mol-1,P4(g)+10Cl2(g)=4PCl5(g) ΔH=b kJ·mol-1,并知形成或拆开1 mol化学键放出或吸收的能量称为该化学键的键能。P4具有正四面体结构,PCl5中P-Cl键的键能为c kJ·mol-1,PCl3中P-Cl键的键能为1.2c kJ·mol-1。下列叙述正确的是( )A.P-P键的键能大于P-Cl键的键能 | B.可求Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(s)的反应热ΔH | C.Cl-Cl键的键能为(b-a+5.6c)/4 kJ·mol-1 | D.P-P键的键能为(5a-3b+12c)/8 kJ·mol-1 |
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(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
写出该反应的热化学方程式:________________。 (2)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应: 甲醇合成反应: (ⅰ)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH1=-90.1 kJ·mol-1 (ⅱ)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2=-49.0 kJ·mol-1 水煤气变换反应: (ⅲ)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41.1 kJ·mol-1 二甲醚合成反应: (ⅳ)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH4=-24.5 kJ·mol-1 由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为_______________。 根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响_________________。 |
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