Question

能源的開發(fā)利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)。
Ⅰ.已知：Fe₂O₃（s）＋3C（s）=2Fe（s）＋3CO（g）
ΔH₁＝a kJ·mol^－1
CO（g）＋O₂（g）=CO₂（g）　    ΔH₂＝b kJ·mol^－1
4Fe（s）＋3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）　 ΔH₃＝c kJ·mol^－1
則C的燃燒熱ΔH＝________kJ·mol^－1。
Ⅱ.（1）依據(jù)原電池的構(gòu)成原理，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計成原電池的是________（填序號）。
A．C（s）＋CO₂（g）=2CO（g）
B．NaOH（aq）＋HCl（aq）=NaCl（aq）＋H₂O（l）
C．2H₂O（l）=2H₂（g）＋O₂（g）
D．2CO（g）＋O₂（g）=2CO₂（g）
若以熔融的K₂CO₃與CO₂為反應(yīng)的環(huán)境，依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計成一個原電池，請寫出該原電池的負(fù)極反應(yīng)：_____________________________________。
（2）某實驗小組模擬工業(yè)合成氨反應(yīng)N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g）　ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1，開始他們將N₂和H₂混合氣體20 mol（體積比1∶1）充入5 L合成塔中，反應(yīng)前壓強為P₀，反應(yīng)過程中壓強用P表示，反應(yīng)過程中與時間t的關(guān)系如圖所示。

請回答下列問題：
①反應(yīng)達平衡的標(biāo)志是__________________________（填字母代號，下同）。
A．壓強保持不變
B．氣體密度保持不變
C．NH₃的生成速率是N₂的生成速率的2倍
②0～2 min內(nèi)，以c（N₂）變化表示的平均反應(yīng)速率為________________。
③欲提高N₂的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有_____________________________。
A．向體系中按體積比1∶1再充入N₂和H₂
B．分離出NH₃
C．升高溫度
D．充入氦氣使壓強增大
E．加入一定量的N₂
（3）25℃時，BaCO₃和BaSO₄的溶度積常數(shù)分別是8×10^－9和1×10^－10，某含有BaCO₃沉淀的懸濁液中，c（CO₃^2-）＝0.2 mol·L^－1，如果加入等體積的Na₂SO₄溶液，若要產(chǎn)生BaSO₄沉淀，加入Na₂SO₄溶液的物質(zhì)的量濃度最小是________mol·L^－1。

Answer 1

Ⅰ.
Ⅱ.（1）D　CO－2e^－＋CO₃^2-=2CO₂
（2）①AC�、�0.1 mol·L^－1·min^－1　③AB�。�3）0.01

Ⅰ.三個熱化學(xué)方程式依次編號為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律，（①×2＋②×6＋③）÷6得，C（s）＋O₂（g）=CO₂（g）　ΔH＝（2a＋6b＋c）kJ·mol^－1，則C的燃燒熱為kJ·mol^－1。Ⅱ.（1）自發(fā)的氧化還原反應(yīng)可以設(shè)計成原電池，選D；負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)為CO－2e^－＋CO₃^2-=2CO₂。
（2）①此反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等的反應(yīng)，壓強不變說明達到平衡；因為氣體總的質(zhì)量不變，容器體積不變，所以密度始終不變，不能運用密度不變作為反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志，NH₃的生成速率是N₂的生成速率的2倍，說明反應(yīng)達到平衡。②設(shè)反應(yīng)的N₂為x mol，則反應(yīng)的H₂為3x mol，生成的NH₃為2x mol，由壓強關(guān)系得＝0.9，解得x＝1，則用氮氣表示的平均反應(yīng)速率為＝0.1 mol·L^－1·min^－1。③此反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以升高溫度平衡逆向移動，氮氣的轉(zhuǎn)化率降低，C錯誤；充入氦氣使壓強增大，但各物質(zhì)的濃度不變，平衡不移動，氮氣的轉(zhuǎn)化率不變，D錯誤；加入一定量的氮氣，氮氣的轉(zhuǎn)化率降低，E錯誤。（3）根據(jù)題給數(shù)據(jù)，由K_sp（BaCO₃）＝c（Ba^2＋）·c（CO₃^2-）得c（Ba^2＋）＝4×10^－8mol·L^－1，混合后溶液中，c（Ba^2＋）＝2×10^－8mol·L^－1，要想產(chǎn)生BaSO₄沉淀，至少需要
c（Ba^2＋）·c（SO₄^2-）＝K_sp（BaSO₄），計算得c（SO₄^2-）＝5×10^－3mol·L^－1，則加入Na₂SO₄溶液的物質(zhì)的量濃度最小是0.01 mol·L^－1。