(19分)碳及其化合物有广泛的用途。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:
C(s)+ H
2O(g)

CO(g) +H
2(g) ΔH=" +131.3" kJ?mol
-1,以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施加快反应速率且有利于提高H
2O的平衡转化率的是
。(填序号)
| A.升高温度 | B.增加碳的用量 | C.加入催化剂 | D.用CO吸收剂除去CO E.增大压强 |
(2)又知,C(s)+ CO
2(g)

2CO(g) △H=+172.5kJ?mol
-1写出C(s)与H
2O(g)反应生成CO
2(g)和H
2(g)的热化学方程式
。
(3)甲醇是一种燃料,可利用甲醇设计一个燃料电池,用KOH溶液作电解质溶液,多孔石墨做电极,该电池负极反应式为:
。
若用该电池提供的电能电解600mLNaCl溶液,设有0.01molCH
3OH完全放电,NaCl足量,且电解产生的Cl
2全部溢出,电解前后忽略溶液体积的变化,则电解结束后所得溶液的pH=
(4)将一定量的CO(g)和H
2O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:
CO(g)+H
2O(g)

CO
2(g)+H
2(g),得到如下数据:
温度/℃
| 起始量/mol
| 平衡量/mol
| 达到平衡所x需时间/min
|
H2O
| CO
| H2
| CO
|
900
| 1.0
| 2.0
| 0.4
| 1.6
| 3.0
|
通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字)
。
改变反应的某一条件,反应进行到tmin时,测得混合气体中CO
2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 4.5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收,反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示)
。
(5)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H
2用于合成氨。合成氨反应原理为:N
2(g)+3H
2(g)

2NH
3(g) ΔH=-92.4kJ?mol
-1。实验室模拟化工生产,分别在不同实验条件下反应,N
2浓度随时间变化如下图。
不同实验条件下反应,N
2浓度随时间变化如下图1。

图1 图2
请回答下列问题:
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为
。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其它条件相同,请在上图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH
3浓度随时间变化的示意图。