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則x+y=50%×1、x-y=0.1,解得x=0.3、y=0.2,故整個體系的熱量變化為+131.4kJ·mol-1×0.3mol-41.1kJ·mol-1×0.2mol=+31.2kJ(吸收熱量)。平衡時氣體總物質(zhì)的量是1.3mol,總壓強為0.26MPa,故反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kp=eq\f(p(CO)·p(H2),p(H2O))=eq\f(\f(0.1,1.3)×0.26MPa×\f(0.5,1.3)×0.26MPa,\f(0.5,1.3)×0.26MPa)=0.02MPa。(2)①由Ka2=eq\f(c(COeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3)))·c(H+),c(HCOeq\o\al(\s\up1(-),\s\do1(3))))=5.0×10-11、c(COeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(3)))∶c(HCOeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(3)))=1∶2,可得c(H+)=1.0×10-10mol·L-1,pH=-lgc(H+)=10。②再生塔中產(chǎn)生CO2的同時生成K2CO3,說明KHCO3在水蒸氣加熱條件下發(fā)生分解反應(yīng)。③由題意知,CO2在陰極得到電子生成C2H4,圖中質(zhì)子交換膜提示有H+參與反應(yīng),故陰極反應(yīng)式為2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O。2.答案:(1)+170(2)高溫熱分解能夠獲得H2,H2可作燃料,且副產(chǎn)物少能耗高(3)50%4.76(4)①越高(或越大)H2S的熱分解反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),恒壓條件下,不斷充入Ar,導(dǎo)致H2S的分壓降低,相當于減壓,平衡正向移動,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率升高②d24.9解析:(1)根據(jù)蓋斯定律可知,反應(yīng)④=(①+②)÷3-③,即ΔH4=(ΔH1+ΔH2)÷3-ΔH3=+170kJ·mol-1。(2)克勞斯工藝無法獲取H2,且存在副產(chǎn)物SO2,高溫熱分解能夠獲得H2,H2可作燃料,且副產(chǎn)物少;高溫熱分解法的缺點是需要高溫條件,能耗高。(3)設(shè)初始時H2S為1mol,則Ar為4mol,H2S轉(zhuǎn)化了2xmol,列三段式:2H2S(g)?S2(g)+2H2(g)初始量/mol:100轉(zhuǎn)化量/mol:2xx2x平衡量/mol:1-2xx2x平衡時H2S與H2的分壓相等,則n(H2S)=n(H2),1-2x=2x,可得x=0.25,則H2S的平衡轉(zhuǎn)化率=eq\f(0.25×2,1)×100%=50%,平衡時,n(H2S)=n(H2)=0.5mol,n(S2)=0.25mol,此時容器中氣體總物質(zhì)的量為0.5mol+0.5mol+0.25mol+4mol=5.25mol,則H2S(g)、S2(g)、H2(g)的分壓分別為(100×eq\f(0.5,5.25))kPa、(100×eq\f(0.25,5.25))kPa、(100×eq\f(0.5,5.25))kPa,代入Kp=eq\f(p2(H2)×p(S2),p2(H2S)),可得Kp≈4.76kPa。(4)①n(H2S)∶n(Ar)越小,可理解為恒壓條件下,不斷充入Ar,導(dǎo)致H2S的分壓降低,相當于進行減壓操作,H2S的熱分解反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),減壓時平衡正向移動,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率升高。②由①中分析知n(H2S)∶n(Ar)=1∶9時的轉(zhuǎn)化率僅低于n(H2S)∶n(Ar)=1∶19時的轉(zhuǎn)化率,故對應(yīng)圖中曲線d,0.1s時,H2S的轉(zhuǎn)化率為24%,設(shè)H2S、Ar初始量分別為1mol、9mol,列三段式:2H2S(g)?S2(g)+2H2(g)初始量/mol:100變化量/mol:0.240.120.240.1s時/mol:0.760.120.24H2S的初始分壓=100×eq\f(1,1+9)kPa=10kPa,0.1s時,H2S的分壓=100×eq\f(0.76,0.76+0.12+0.24+9)kPa≈7.51kPa,則變化的H2S分壓約為10kPa-7.51kPa=2.49kPa,故H2S分壓的平均變化率為2.49kPa÷0.1s=24.9kPa·s-1。3.答案:(1)ΔH3-ΔH4(或ΔH2+ΔH3-ΔH5)(2)AD(3)44(4)①ac②eq\f(p2(H2),p(CH4)·p0)③由題圖2中A點對應(yīng)溫度下反應(yīng)c的lnKeq\o\al(\s\up11(r),\s\do4(p))=0,即Keq\o\al(\s\up11(r),\s\do4(p))=eq\f(p2(H2),p(CH4)·p0)=1,p(CH4)=eq\f(p2(H2),p0)=eq\f((40kPa)2,100kPa)=16kPa,p初始(CH4)=100kPa×eq\f(1,2)=50kPa,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為eq\f(50kPa-16kPa,50kPa)×100%=68%(5)干冰做制冷劑、人工降雨等(合理即可)解析:(1)由題給反應(yīng)方程式可知,反應(yīng)a可由反應(yīng)c-d或反應(yīng)b+c-e得到,故根據(jù)蓋斯定律,ΔH1=ΔH3-ΔH4或ΔH1=ΔH2+ΔH3-ΔH5。(2)增大CO2的濃度,反應(yīng)a、b的正反應(yīng)速率增加;增大CH4的濃度,反應(yīng)a、c的正反應(yīng)速率增加,A正確。由于C(s)是固體,移去部分C(s),平衡不移動,B錯誤。催化劑只能改變反應(yīng)速率,不影響化學平衡移動,則不能提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率,C錯誤。降低反應(yīng)溫度,正、逆反應(yīng)速率均減小,D正確。故選AD。(3)由題圖1可知,反應(yīng)分為CH4eq\o(→,\s\up7(1))CH3+Heq\o(→,\s\up7(2))CH2+2Heq\o(→,\s\up7(3))CH+3Heq\o(→,\s\up7(4))C+4H

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