問題詳情:
.研究化學反應能量變化、化學反應速率和化學反應限度,在實際工業生產和生活中有着重要的意義。回答下列問題:
(1)科學家提出可利用FeO吸收和利用CO2,其原理爲:
已知:C(s)+2H2O(g)====CO2(g)+2H2(g) △H=+113.4kJ·mol-1
3FeO(s)+H2O(g)====Fe3 O4(s)+H2(g) △H=+18.7kJ·mol-1
則反應6FeO(s)+CO2(g)====2Fe3O4(s)+C(s)的△H=_______。
(2)肼的製備方法是用次***氧化過量的氨。
已知ClO-水解的方程式爲:ClO-+H2OHClO+OH-。常溫下,該水解反應的平衡常數爲Kh=1.0×10-6mol·L-1,則1.0mol·L-1NaClO溶液的pH=______。
(3)工業上利用氨氣生產***(HCN)的反應爲:CH4(g)+NH3(g) HCN(g)+3H2 (g) △H>0
①其他條件一定,達到平衡時NH3轉化率隨外界條件X變化的關係如下圖所示。X代表的是______(填“溫度”或“壓強”)。
②其他條件一定,向2L密閉容器中加入nmolCH4和2molNH3,平衡時NH3體積分數隨n變化的關係如下圖所示。若反應從開始到a點所用時間爲10min,該時間段內用CH4的濃度變化表示的反應速率爲______;該溫度下,b點的平衡常數爲________
(4)納米氧化亞銅Cu2O是一種用途廣泛的光電材料,電化學法可用銅棒和石墨作電極,電解Cu(NO3)2稀溶液製備。電解過程中無氣體產生,則銅棒作______極,*極生成Cu2O的電極反應式爲________。
【回答】
【*】 (1). -76.0kJ·mol-1 (2). 11 (3). 壓強 (4). 0.025mol·L-1·min-1 (5). 3/16 (6). 陽 (7). 2Cu2++2e-+H2O=Cu2O+2H+
【解析】
【詳解】(1)已知:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=+113.4kJ·mol-1①,3FeO(s)+H2O(g)=Fe3O4(s)+H2(g) △H=+18.7kJ·mol-1②,根據蓋斯定律,②×2-①可得6FeO(s)+CO2(g)==2Fe3O4(s)+C(s),△H=(+18.7kJ·mol-1)×2-(+113.4kJ·mol-1)= -76.0kJ·mol-1,故*爲:-76.0kJ·mol-1。
(2)1.0mol·L-1NaClO溶液中,c(ClO-)=1.0mol·L-1,已知ClO-+H2OHClO+OH-,該水解反應的平衡常數K=c(HClO)c(OH-)/c(ClO-)=c2(OH-)=1.0×10-6mol·L-1,c(OH-)=1.0×10-3mol·L-1,則c(H+)=Kw/c(OH-)=10-14/10-3=10-11,則pH=11,故*爲:11。
(3)①根據圖示,X越大轉化率越小,平衡逆向移動,該反應爲吸熱反應,溫度升高平衡正向移動,增大壓強,平衡逆向移動,故*爲:壓強。
②設10min時,反應的氨氣的物質的量爲x,
CH4(g)+NH3(g)HCN(g)+3H2(g)
開始(mol) 2 2 0 0
反應(mol) x x x 3x
a點(mol) 2-x 2-x x 3x
則(2-x)/(2-x+x+3x)×100%=30%,解得x=0.5mol,
v(CH4)=△c/△t=0.5mol/2L/10min=0.025mol·L-1·min-1,
此時c(HCN)=0.5mol/2L=0.25mol/L,c(H2)=0.5mol×3/2L=0.75mol/L,c(CH4)=c(NH3)=(2-0.5)mol/2L=0.75mol/L,
平衡常數只與溫度有關,所以Ka=Kb=c(HCN)c3(H2)/c(CH4)c(NH3)=0.25×(0.75)3/0.75×0.75=3/16,故*爲:0.025mol·L-1·min-1,3/16。
(4)要生成氧化亞銅,則銅必須失去電子,因此銅作陽極。*極得到電子,發生還原反應,所以*極電極反應式爲2Cu2++2e-+H2O=Cu2O+2H+,
故*爲:陽,2Cu2++2e-+H2O=Cu2O+2H+。
【點睛】電解池中,與電源正極相連的陽極上失電子發生氧化反應,與電源負極相連的*極上得電子發生還原反應。
知識點:化學反應速率 化學平衡
題型:綜合題