Question

5．一定條件下，有如下反應(yīng)：
2CO （g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₁=-566.0kJ•mol^-1
3Fe（s）+2O₂（g）=Fe₃O₄ （s）△H₂=-1118.3kJ•mol^-1
Fe₃O₄（s）+4CO（g）?3Fe（s）+4CO₂ （g）△H₃
（1）試計(jì)算，△H₃=-13.7kJ•mol^-1
（2）已知1100℃時(shí)，反應(yīng)Fe₃O₄（s）+4CO（g）?3Fe（s）+4CO₂ （g）△H₃的化學(xué)平衡常數(shù)為4.8×10^-3．
a．若在1100℃時(shí)，測(cè)得高爐中c（CO₂）=0.020mol•L^-1，c（CO）=0.10mol•L^-1，此時(shí)該反應(yīng)否（填“是”或“否”）處于平衡狀態(tài)，理由是該條件下濃度積Q=$\frac{{c}^{4}（C{O}_{2}）}{{c}^{4}（CO）}$=1.6×10^-3＜4.8×10^-3，所以該反應(yīng)不平衡狀態(tài)，此時(shí)υ_正＞υ_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．
b．若不改變?cè)�料配比及其他因素，僅增加高爐的高度，能否使尾氣中的CO含量減少．否（填“能”或“否”），理由是增加高爐的高度，不會(huì)引起化學(xué)平衡的移動(dòng)，不能使尾氣中的CO含量減少．
（3）下列試劑可以用于吸收工業(yè)尾氣中的CO₂的是ab．
a．（NH₄）₂CO₃溶液     b．NaOH溶液      c．NaHSO₃溶液      d．CaCl₂溶液．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律通過已知兩個(gè)熱化學(xué)方程式構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式并計(jì)算焓變；
（2）a．根據(jù)濃度商Q與化學(xué)平衡常數(shù)K的大小判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡，不平衡時(shí)根據(jù)平衡移動(dòng)方向判斷正、逆反應(yīng)速率的大�。�
b．增加煉鐵高爐的高度不能減少CO的產(chǎn)生；
（3）二氧化碳為酸性氣體，碳酸銨為弱酸弱堿鹽，銨根水解比碳酸根弱，溶液顯堿性，可以吸收二氧化碳，氨水為弱堿可以吸收二氧化碳，根據(jù)較強(qiáng)酸制較弱酸可排除cd．

解答 解：（1）一定條件下，有如下反應(yīng)：
①2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₁=-566.0kJ•mol^-1；
②3Fe（s）+2O₂（g）═Fe₃O₄（s）△H₂=-1118.3kJ•mol^-1；
由蓋斯定律可知：①×$\frac{1}{2}$-②得Fe₃O₄（s）+4CO（g）?3Fe（s）+4CO₂（g）△H₃=$\frac{1}{2}$（-566.0kJ•mol^-1）-（-1118.3kJ•mol^-1）=-13.7kJ•mol^-1，
故答案為：-13.7kJ•mol^-1；
（2）①濃度商Q=$\frac{{c}^{4}（C{O}_{2}）}{{c}^{4}（CO）}$=$\frac{（0.020mol/L）^{4}}{（0.10mol/L）^{4}}$=1.6×10^-3＜4.8×10^-3，因此該反應(yīng)不處于平衡狀態(tài)，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，此時(shí)υ_正＞υ_逆，
故答案為：否；該條件下濃度積Q=$\frac{{c}^{4}（C{O}_{2}）}{{c}^{4}（CO）}$=1.6×10^-3＜4.8×10^-3，所以該反應(yīng)不平衡狀態(tài)；＞；
②其它條件不變，增加高爐的高度，不會(huì)引起化學(xué)平衡的移動(dòng)，不能使尾氣中的CO含量減少，
故答案為：否，增加高爐的高度，不會(huì)引起化學(xué)平衡的移動(dòng)，不能使尾氣中的CO含量減少；
（3）二氧化碳為酸性氣體，碳酸銨為弱酸弱堿鹽，銨根水解比碳酸根弱，溶液顯堿性可以吸收二氧化碳，氨水為弱堿可以吸收二氧化碳，根據(jù)較強(qiáng)酸制較弱酸可排除cd，
故答案為：ab．

點(diǎn)評(píng) 本題考查根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算和平衡狀態(tài)的判定，綜合性較強(qiáng)，注意掌握利用濃度商與平衡常數(shù)的大小判定平衡與否的方法，題目難度中等．