Question

已知；①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，平衡常數(shù)為K；

②Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH＝b kJ·mol－1。

測得在不同溫度下，K值如下：

溫度/℃	500	700	900
K	1.00	1.47	2．40

（1）反應(yīng)①為__________(選填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

（2）若500 ℃時進(jìn)行反應(yīng)①，CO2的起始濃度為2 mol·L－1，CO的平衡濃度為 。

（3）下列關(guān)于反應(yīng)①的說法正確的是 。

A．達(dá)到平衡后保持其他條件不變，升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小，平衡向正反應(yīng)方向移動

B． 在500 ℃下反應(yīng)，當(dāng)c(CO2)=c(CO)時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

C．恒溫恒容下，當(dāng)容器內(nèi)氣體密度不再變化時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

D．加壓、升溫和使用催化劑均可增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率

（4）由已知反應(yīng)，寫出Fe2O3(s)被CO(g)還原成FeO(s)的熱化學(xué)方程式 。

（5）室溫時在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液，當(dāng)溶液pH為2．7時，F(xiàn)e3＋開始沉淀；當(dāng)溶液pH為4時，c(Fe3＋)＝__________mol·L－1(已知：Ksp[Fe(OH)3]＝4．0×10－36)。

（6）新型鋅空電池與鋰電池相比，具有能量密度高、安全性好且成本低。該電池的總反應(yīng)為2Zn+O2===2ZnO，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為_______。

若以該電池為電源，用惰性電極電解硫酸銅溶液，為保證陰極有6．4g銅析出，理論上至少需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下　　　 L空氣(空氣中含氧氣按20%計算)進(jìn)入該電池。

 

Answer 1

（1）吸熱 （2）1.00 mol·L-1 （3）B C（對一個計1分）

（4） Fe2O3(s)＋CO(g)== 2FeO(s)＋CO2(g)　 ΔH＝(2a+b) kJ·mol-1

（5）4．0×10-8

（6）Zn - 2e-＋2OH-－== ZnO＋H2O 5.60

【解析】

試題分析：（1）反應(yīng)①平衡常數(shù)為K隨溫度的升高而增大，說明是吸熱反應(yīng)；

（2） 500℃時進(jìn)行反應(yīng)①的K=1，平衡時c(CO)=c(CO2)；CO2的起始濃度為2 mol·L－1，CO的平衡濃度為1 mol·L－1。

（3）反應(yīng)Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)　ΔH＜0，

A．達(dá)到平衡后保持其他條件不變，升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率也增大，不會減小，故不正確；

B． 在500 ℃下反應(yīng)K=1，故當(dāng)c(CO2)=c(CO)時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

C．恒溫恒容下，氣體的物質(zhì)的量不變，但CO生成CO2，質(zhì)量增重，正向移動，當(dāng)容器內(nèi)氣體密度不再變化時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，正確；

D．加壓和使用催化劑不會使平衡移動，故反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變，不正確。

（4）根據(jù)蓋斯定律來寫。

（5）pH=4時，c(OH-)＝10-10mol·L－1，c(Fe3＋)＝ =4．0×10-6mol·L－1

（6）電池的負(fù)極是活潑金屬Zn，注意堿性環(huán)境得出負(fù)極反應(yīng)式：Zn-2e-＋2OH－==ZnO＋H2O，

根據(jù)電子得失2Cu——O2，6．4g銅需要0.05molO2，0.25mol(0.25 mol×22．4L/mol =5.60L)空氣。

 

考點：化學(xué)平衡與原電池、電解池的應(yīng)用。