解答:
解:Ⅰ.已知:Fe
2O
3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H=a kJ?mol
-1 ①
CO(g)+l/2O
2(g)=CO
2(g)△H=b kJ?mol
-1 ②
C(石墨)+O
2(g)=CO
2(g)△H=c kJ?mol
-1 ③
依据热化学方程式和盖斯定律:③×6-②×6-①×2得到:4Fe(s)+3O
2(g)=2Fe
2O
3(s)△H=(6c-6b-2a) kJ/mol,
故答案为:6c-6b-2a;
Ⅱ.A.C(s)+CO
2(g)=2CO(g)△H>0为氧化还原反应,但为吸热反应,不能设计为原电池,故A错误;
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H
2O(l)△H<0不属于氧化还原反应,不能设计为原电池,故B错误;
C.2H
2O(l)=2H
2(g)+O
2(g)△H>0为氧化还原反应,但为吸热反应,不能设计为原电池,故C错误;
D.CH
4(g)+2O
2(g)=CO
2(g)+2H
2O(l)△H<0为氧化还原反应,为放热反应,能设计为原电池,故D正确;
正极氧气放电与氢离子形成水,正极反应式为:O
2+4H
++4e
-=2H
2O,
故答案为:D;O
2+4H
++4e
-=2H
2O;
Ⅲ.(1)1g氢气在氧气中燃烧生成液态水,放出142.9kJ的热量,4g氢气在氧气中燃烧生成液态水,放出571.6kJ的热量,反应的热化学方程式为:2H
2(g)+O
2(g)═2H
2O(l)△H=-571.6kJ/mol;
故答案为:2H
2(g)+O
2(g)═2H
2O(l)△H=-571.6kJ/mol;
(2)①A.可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率之比等于系数之比(不同物质),即υ
正(N
2)=
υ
逆(NH
3),故A错误;
B.可逆反应达到平衡状态时,各种物质的物质的量不再发生变化,不一定相等,故B错误;
C.该反应是反应前后气体的物质的量减少的反应,所以混合气体的物质的量不再变化,说明反应达到平衡,故C正确;
D.由于气体的总质量不变,容器的体积不变,则无论是否达到平衡状态,气体的密度都不变,则不能作为判断是否达到平衡状态的依据,故D错误;
故选C;
②由图象可知,t
1时正逆反应速率都增大,则可能为加压或升温,该反应为放热反应,升高温度,逆向移动,逆反应速率大于正反应速率,与图象不符,该反应是气体体积缩小的反应,加压正向移动,则正反应速率大于逆反应速率,与图象符合,则应为加压;显然图象中的t
3时为升高温度,t
1时加压正向移动,氨气的含量增大,t
3时为升高温度,化学平衡逆向移动,氨气的含量降低,即t
2-t
3一段时间平衡混合物中NH
3的含量最高,
故答案为:t
2-t
3;升高温度;
③N
2(g)+3H
2(g)?2NH
3(g)
开始(mol/L) 4a 8a 0
反应(mol/L) 2a 6a 4a
平衡(mol/L) 2a 2a 4a
所以化学平衡常数K=
=
,
故答案为:
.