(19分)碳及其化合物有廣泛的用途。
(1)將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣。反應為:
C(s)+ H
2O(g)

CO(g) +H
2(g) ΔH=" +131.3" kJ?mol
-1,以上反應達到平衡后,在體積不變的條件下,以下措施加快反應速率且有利于提高H
2O的平衡轉(zhuǎn)化率的是
。(填序號)
| A.升高溫度 | B.增加碳的用量 | C.加入催化劑 | D.用CO吸收劑除去CO E.增大壓強 |
(2)又知,C(s)+ CO
2(g)

2CO(g) △H=+172.5kJ?mol
-1寫出C(s)與H
2O(g)反應生成CO
2(g)和H
2(g)的熱化學方程式
。
(3)甲醇是一種燃料,可利用甲醇設計一個燃料電池,用KOH溶液作電解質(zhì)溶液,多孔石墨做電極,該電池負極反應式為:
。
若用該電池提供的電能電解600mLNaCl溶液,設有0.01molCH
3OH完全放電,NaCl足量,且電解產(chǎn)生的Cl
2全部溢出,電解前后忽略溶液體積的變化,則電解結(jié)束后所得溶液的pH=
(4)將一定量的CO(g)和H
2O(g)分別通入到體積為2.0L的恒容密閉容器中,發(fā)生以下反應:
CO(g)+H
2O(g)

CO
2(g)+H
2(g),得到如下數(shù)據(jù):
溫度/℃
| 起始量/mol
| 平衡量/mol
| 達到平衡所x需時間/min
|
H2O
| CO
| H2
| CO
|
900
| 1.0
| 2.0
| 0.4
| 1.6
| 3.0
|
通過計算求出該反應的平衡常數(shù)(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
。
改變反應的某一條件,反應進行到tmin時,測得混合氣體中CO
2的物質(zhì)的量為0.6 mol。若用200 mL 4.5 mol/L的NaOH溶液將其完全吸收,反應的離子方程式為(用一個離子方程式表示)
。
(5)工業(yè)生產(chǎn)是把水煤氣中的混合氣體經(jīng)過處理后獲得的較純H
2用于合成氨。合成氨反應原理為:N
2(g)+3H
2(g)

2NH
3(g) ΔH=-92.4kJ?mol
-1。實驗室模擬化工生產(chǎn),分別在不同實驗條件下反應,N
2濃度隨時間變化如下圖。
不同實驗條件下反應,N
2濃度隨時間變化如下圖1。

圖1 圖2
請回答下列問題:
①與實驗Ⅰ比較,實驗Ⅱ改變的條件為
。
②實驗Ⅲ比實驗Ⅰ的溫度要高,其它條件相同,請在上圖2中畫出實驗Ⅰ和實驗Ⅲ中NH
3濃度隨時間變化的示意圖。