铁及碳的化合物在社会生产、生活中有着广泛的应用.请回答下列问题:
(1)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一.
已知:①Fe3O4(s)+4C(s)⇌3Fe(s)+4CO(g)△H=+646.0kJ•mol﹣1
②C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)△H=+172.5kJ•mol﹣1
则Fe3O4(s)+4CO(g)⇌3Fe(s)+4CO2(g)△H={#blank#}1{#/blank#} .
(2)反应Fe(s)+CO2(g)⇌FeO(s)+CO(g)△H的平衡常数为K,在不同温度下,K值如下:
温度/K | 973 | 1173 | 1373 | 1573 |
K | 1.47 | 2.15 | 3.36 | 8.92 |
①从表中数据可推断,该反应是{#blank#}2{#/blank#} (填“放热”或“吸热”)反应.
②温度为973K时,在某恒容密闭容器中发生上述反应.下列有关说法能说明该反应已达到平衡状态的是{#blank#}3{#/blank#} (填字母).
A.c(CO2)=c(CO) B.v正(CO2)=v逆(CO)
C.体系压强不变 D.混合气体中c(CO)不变
(3)如图图1、2表示反应:H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H>0有关量与反应时间之间的关系:
①图2中若t1=0.5min,则0~t1时间段内,H2O的平均反应速率v(H2O)={#blank#}4{#/blank#} mol•L﹣1•s﹣1 .
②图1中t2时刻改变的条件是{#blank#}5{#/blank#} (任写两种,下同);图2中t2时刻改变的条件是{#blank#}6{#/blank#} .
(4)水煤气中的CO和H2均可作为燃料电池的燃料.若在某燃料电池一极通入CO,另一极通入O2和CO2 , 熔融碳酸钠作为电解质,工作时负极反应式为{#blank#}7{#/blank#} ;若使用该电池电解熔融Al2O3制取10.8g Al,则理论上需要氧气的体积为{#blank#}8{#/blank#} L
(标准状况下).
工业上合成尿素的反应:
2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(I)+H2O(I)△H(I)
(1)已知合成尿素的反应分两步进行:
2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4(s)△H1
NH2COONH4(s)⇌CO(NH2)2(I)+H2O(I)△H2
其能量变化曲线如图1所示,则△H、△H1和△H2由大到小的顺序为{#blank#}1{#/blank#} .
(2)在一个真空恒容密闭容器中充入CO2和NH3发生反应(I)合成尿素,恒定温度下混合气体中NH3的体积分数如图2所示.
A点的正反应速率v正(CO2){#blank#}2{#/blank#} B点的逆反应速率v逆(CO2)(填“>”、“<”或“=”);CO2的平衡转化率为{#blank#}3{#/blank#} .
(3)将一定量的氨基甲酸铵固体置于恒容真空容器中,发生反应:H2NCOONH4(s)⇌2NH3(g)+CO2(g).在不同温度(T1和T2)下,该反应达平衡状态时部分数据见下表.
温度 | 平衡浓度/(mol•L﹣1) | |
c(NH3) | c(CO2) | |
T1 | 0.1 | |
T2 | 0.1 |
①T1{#blank#}4{#/blank#} T2 (填“>”、“<”或“=”).
②下列能说明该分解反应达到平衡状态的是{#blank#}5{#/blank#} (填代号).
a.v生成(NH3)=2v消耗(CO2)
b.密闭容器内物质的总质量不变
c.密闭容器中混合气体的密度不变
d.密闭容器中氨气的体积分数不变
(4)氨基甲酸铵极易水解成碳酸铵,酸性条件下水解更彻底.25℃时,向1L 0.1mol•L﹣1的盐酸中逐渐加入氨基甲酸铵粉末至溶液呈中性(忽略溶液体积变化),共用去0.052mol氨基甲酸铵,此时溶液中几乎不含碳元素.此时溶液中c(NH4+)={#blank#}6{#/blank#} ;NH4+水解平衡常数值为{#blank#}7{#/blank#} .
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