Question

下列三个反应在某密闭容器中进行：
反应①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H₁=a kJ?mol^-1
反应②2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）△H₂=b kJ?mol^-1
反应③2Fe（s）+O₂（g）?2FeO（s）△H₃
（1）则△H₃=______（用含a、b的代数式表示）
（2）已知500℃时反应①的平衡常数K=1.0，在此温度下2L密闭容器中进行反应①，Fe和CO₂的起始量均为2.0mol，达到平衡时CO₂的转化率为______
（3）将上述平衡体系升温至700℃，再次达到平衡时体系中CO的浓度是CO₂浓度的两倍，则a______0（填“＞”、“＜”或“=”）．为了加快化学反应速率且使体系中CO的物质的量增加，其它条件不变时，可以采取的措施有______（填序号）．
A．缩小反应器体积    B．再通入CO₂ C．升高温度    D．使用合适的催化剂
（4）最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H⁺）实现氮的固定--氨的电解法合成，大大提高了氮气和氢气的转化率．总反应式为：N₂+3H₂

通电

一定条件

2NH₃．则在电解法合成氨的过程中，应将H₂不断地通入______极（填“正”、“负”、“阴”或“阳”）；在另一电极通入N₂，该电极反应式为______．
（5）在25℃下，将a mol?L^-1的氨水与0.01mol?L^-1的盐酸等体积混合，反应后溶液中c（NH4⁺）=c（Cl^-），则溶液显______性（填“酸”“碱”或“中”），可推断 a______0.01（填大于、等于或小于）．

Answer 1

（1）根据盖斯定律，反应③=①×2+②，所以△H₃=2△H₁+△H₂=（2a+b）kJ?mol^-1，故答案为：（2a+b）kJ?mol^-1；
（2）设二氧化碳的变化浓度是x 
          Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）
初始浓度：1                  0
变化浓度：x                 x
平衡浓度：1-x                   x  
根据500℃时反应①的平衡常数K=1.0，则

x

1-x

=1，解得x=0.5，所以二氧化碳的转化率=

0.5

1

×100%=50%，故答案为：50%；
（3）上述平衡体系升温至700℃，再次达到平衡时体系中CO的浓度是CO₂浓度的两倍，则升高温度化学平衡正向移动了，所以反应是吸热反应，为了加快化学反应速率且使体系中CO的物质的量增加，则反应速率加快且平衡正向移动，A．缩小反应器体积，即加大压强，速率加快，但是平衡不移动，故A错误；
 B．再通入CO₂ 则速率加快，平衡正向移动，CO的物质的量增加，故B正确；
C、升高温度则速率加快，平衡正向移动，CO的物质的量增加，故C正确；
D．使用合适的催化剂则速率加快，但是平衡不移动，故D错误．
故选BC．
（4）跟据总反应式：N₂+3H₂

通电

一定条件

2NH₃，氢气发生失电子的氧化反应，则在电解法合成氨的过程中，应将H₂不断地通入阳极，在另一电极通入N₂，发生得电子的还原反应，即N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃，故答案为：阳；N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃；
（5）a mol?L^-1的氨水与0.01mol?L^-1的盐酸等体积混合，反应后溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-），根据电荷守恒：c（H⁺）=c（OH^-），所以为中性，若二者恰好反应，则溶液显示酸性，反应后的溶液中一定有酸性的氯化铵，所以氨水要过量，即a＞0.01mol/L，故答案为：中；大于．