Question

新华社2009年10月15日报道：全国农村应当在“绿色生态-美丽多彩-低碳节能-循环发展”的理念引导下，更好更快地发展“中国绿色村庄”，参与“亚太国际低碳农庄”建设．可见“低碳循环”已经引起了国民的重视，试回答下列问题：
（1）煤的气化和液化可以提高燃料的利用率．
已知25℃，101kPa时：C（s）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H=-126.4kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ?mol^-1
H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44kJ?mol^-1
则在25℃、101kPa时：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=

 

．
（2）高炉炼铁是CO气体的重要用途之一，其基本反应为FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）△H＞0，已知在1100℃时，该反应的化学平衡常数K=0.263．
①温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，此时平衡常数K值

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）；
②1100℃时测得高炉中，c（CO₂）=0.025mol?L^-1，c（CO）=0.1mol?L^-1，则在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态？

 

（填“是”或“否”），其判断依据是

 

．
（3）目前工业上可用CO₂来生产燃料甲醇，有关反应为CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol^-1．现向体积为1L的密闭容器中充入1mol CO₂和3mol H₂，反应过程中测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间的变化如图所示．
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=

 

；
②下列措施能使 

c(CH3OH)

c(CO2)

 增大的是

 

（填符号）．
A．升高温度   B．再充入H₂   C．再充入CO₂ D．将H₂O（g）从体系中分离    E．充入He（g），使体系压强增大
（4）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10^-9．CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^-4mo1/L，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为

 

．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）依据盖斯定律解答，从所求反应出发，分析反应物生成物的位置，通过加减可得；
（2）正确理解化学平衡常数K以及K与Qc 的关系，即可解答；
（3）①可利用速率之比等于化学计量数之比，先求图上有明显的数据的物质的化学反应速率，再求得答案．②分析平衡移动的同时还要看浓度变化；
（4）依据Ksp（CaCO₃）=c（Ca²⁺）×c（CO₃^2-）求算，注意两溶液等体积混合后，浓度减半．

解答： （1）已知
①C（s）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H=-126.4kJ?mol^-1
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ?mol^-1
③H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44kJ?mol^-1
据盖斯定律，①-②÷2+③得：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=（-126.4kJ?mol^-1）-（-571.6kJ?mol^-1）÷2+（-44kJ?mol^-1）=+115.4KJ/mol
故答案为：+115.4KJ/mol；
（2）①FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）△H＞0，升温时，平衡正向移动，K增大．
故答案为：增大；
②Qc=

c(CO2)

c(CO)

=

0.025mol/L

0.1mol/L

=0.25≠0.263≠K，反应未达平衡；K=Qc时是化学平衡状态，K≠Qc时未达平衡．
故答案为：否  因为Qc═

c(CO2)

c(CO)

=

0.025mol/L

0.1mol/L

=0.25≠0.263≠K；
（3）①v（CO₂）=

0.75mol/L

10min

=0.075mol/（L?min），速率之比等于化学计量数之比，有v（H₂）=0.075mol/（L?min）×3=0.225mol/（L?min）
故答案为：0.225mol/（L?min）；
②使

c(CH3OH)

c(CO2)

增大，可以是平衡正向移动，或增大c（CH₃OH）或减小c（CO₂），
A、升温时，平衡逆向移动，A错误；
B、充入H₂，平衡正向移动，且增大了c（CH₃OH），减小了c（CO₂），B正确；
C、再充入CO₂ ，平衡虽正向移动，c（CH₃OH）增大，但c（CO₂）增大更多，C错误；
D、分离出水，可使平衡正向移动，且增大了c（CH₃OH），减小了c（CO₂），D正确；
E、体系压强增大了，但相关气体分压没变，平衡不移动，E错误．
故答案为：BD；
（4）Ksp（CaCO₃）=c（Ca²⁺）×c（CO₃^2-），因为是等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，混合后c（CO₃^2-）=1×10^-4mol/L，则混合后c（CaCl₂）=c（Ca²⁺）=

2.8×10-9

1×10-4

=2.8×10^-5，混合前c（CaCl₂）=5.6×10^-5
故答案为：5.6×10^-5．

点评：本题考查范围广，难度较大，且要求能从图象上找出数据，比较适合现在的高考．