Question

【題目】高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法，發(fā)生的主要反應(yīng)為：

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

(1)已知：①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH1=+489.0kJ·mol-1

②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH2=+172.5kJ·mol-1，則a = kJ mol-1。

(2)冶煉鐵反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K = ，溫度升高后，K值 (填“增大”、“不變”或“減小”)。

(3)在T℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64，在2 L恒容密閉容器甲和乙中，分別按下表所示加入物質(zhì)，反應(yīng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后達(dá)到平衡。

	Fe2O3	CO	Fe	CO2
甲/mol	1.0	1.0	1.0	1.0
乙/mol	1.0	2.0	1.0	1.0

①甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率為 。

②下列說(shuō)法正確的是 (填字母)。

a．若容器內(nèi)氣體密度恒定時(shí)，標(biāo)志反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

b．甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率大于乙的

c．甲、乙容器中，CO的平衡濃度之比為2∶3

d．增加Fe2O3可以提高CO的轉(zhuǎn)化率

(4)采取一定措施可防止鋼鐵腐蝕。下列裝置中的燒杯里均盛有等濃度、等體積的NaCl溶液。

①在a~c裝置中，能保護(hù)鐵的是 (填字母)。

②若用d裝置保護(hù)鐵，X極的電極材料應(yīng)是 (填名稱)。

Answer 1

【答案】

(1)-28.5；

(2)；減��；

(3)①60%；②ac；

(4)①bc；②鋅。

【解析】

試題分析：(1)①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJmol-1，②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) △H2=+172.5kJmol-1，依據(jù)蓋斯定律①-②×3得到：Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1，a=-28.5，故答案為：-28.5；

(2)Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1，平衡常數(shù)K=；反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減小；故答案為：；減�。�

(3)①在T℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64，在2L恒容密閉容器甲中，加入物質(zhì)反應(yīng)達(dá)到平衡，設(shè)消耗一氧化碳物質(zhì)的量為x

Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)

起始量(mol) 1 1 1 1

變化量(mol) x x

平衡量(mol) 1-x 1+x

K===64，計(jì)算得到x=0.6，轉(zhuǎn)化率=60%，故答案為：60%；

②Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1，a．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量變化，體積不變，若容器內(nèi)氣體密度恒定時(shí)，標(biāo)志反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故a正確；b．乙容器中一氧化碳增加，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，反應(yīng)前后體積不變，甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率等于乙的轉(zhuǎn)化率，故b錯(cuò)誤；c．甲容器中平衡一氧化碳物質(zhì)的量為0.4mol；乙容器中結(jié)合平衡常數(shù)計(jì)算得到消耗一氧化碳為1.4mol，平衡物質(zhì)的量為0.6mol，甲和乙容器中CO的平衡濃度之比為0.4+0.6=2：3；故c正確；d．固體量增加不影響化學(xué)平衡，增加Fe2O3不能提高CO的轉(zhuǎn)化率，故d錯(cuò)誤；故答案為：ac；

(4)①裝置中原電池的正極和電解池的陰極可以得到保護(hù)；bc可以保護(hù)鐵；故答案為：bc；

②裝置為原電池，若用d裝置保護(hù)鐵，X極的電極材料應(yīng)比鐵活潑可以選擇鋅；故答案為：鋅。