【題目】鐵是重要的金屬元素,用途極廣。

(1)某高效凈水劑可由Fe(OH)SO4聚合得到。工業(yè)上以FeSO4、NaNO2和稀硫酸為原料來制備Fe(OH)SO4,反應(yīng)中有NO生成,化學(xué)方程式為__________。

(2)已知Fe2O3(s)+3C(石墨) = 2Fe(s)+3CO(g) ΔH1 = + 489.0 kJ/mol

C(石墨)+CO2(g) = 2CO(g) ΔH2 = + 172.5 kJ/mol

高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為

1/3Fe2O3(s)+ CO(g) 2/3Fe(s)+CO2(g) ΔH = a kJ/mol,a =_____kJ/mol。

已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下表

溫度/℃

1000

1115

1300

平衡常數(shù)

4.0

3.7

3.5

在一個(gè)容積為10L的密閉容器中,1000℃時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO21.0 mol,此時(shí)v ________v(等于”、“大于小于”)。經(jīng)過l0 min,在1000℃達(dá)到平衡,則該時(shí)間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v (CO2)= ______________。欲提高上述反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是______________

A.提高反應(yīng)溫度 B.移出部分CO2 C.加入合適的催化劑 D.減小容器的容積

【答案】2FeSO4+2NaNO2+H2SO4=2Fe(OH)SO4+2NO+Na2SO4-9.5大于0.006mol/(L·min)B

【解析】

(1)此反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),反應(yīng)物中既有氧化劑又有還原劑,依據(jù)化合價(jià)升降相等配平即可;

(2)依據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算,反應(yīng)焓變;依據(jù)計(jì)算得到濃度商和該溫度下平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行方向,依據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算生成二氧化碳,結(jié)合反應(yīng)速率概念計(jì)算二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)速率;欲提高上述反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率,需要反應(yīng)正向進(jìn)行;

(1)FeSO4→Fe(OH)SO4 ,F(xiàn)e+2變?yōu)?/span>+3,故FeSO4為還原劑,NaNO2→NO,N+3變?yōu)?/span>+2,故NaNO2為氧化劑,稀硫酸既不做氧化劑也不做還原劑.FeSO4→Fe(OH)SO4 NaNO2→NO化合價(jià)升降相等,故FeSO4NaNO2化學(xué)計(jì)量數(shù)相等,依據(jù)原子守恒配平可得:2FeSO4+2NaNO2+H2SO4=2Fe(OH)SO4+Na2SO4+2NO↑;

(2)Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)H1=+489.0kJ·mol1

C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)H2=+172.5kJ·mol1

依據(jù)蓋斯定律①×1/3-②得到高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為:1/3Fe2O3(s)+CO(g)2/3 Fe(s)+CO2(g)H=-9.5 kJ·mol1,則a=-9.5kJ·mol1;

在一個(gè)容積為:10L的密閉容器中,1000℃時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO21.0mol,濃度商Q==1<K=4,說明反應(yīng)正向進(jìn)行,v正>v逆;

設(shè)反應(yīng)一氧化碳物質(zhì)的量為x

1/3Fe2O3(s)+CO(g)2/3 Fe(s)+CO2(g)

起始量 (mol) 1 1

變化量(mol) x x

平衡量(mol) 1-x 1+x

(1+x)/(1-x)=4

x=0.6

經(jīng)過l0min,在1000℃達(dá)到平衡,則該時(shí)間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO2)==0.006mol·L1·min1

欲提高上述反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率,應(yīng)使平衡正向進(jìn)行;

A.反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),一氧化碳轉(zhuǎn)化率減小,故A不符合;

B.移出部分CO2 平衡正向移動(dòng),一氧化碳轉(zhuǎn)化率增大,故B符合;

C.加入合適的催化劑,能改變反應(yīng)速率不改變化學(xué)平衡,一氧化碳轉(zhuǎn)化率不變,故C不符合;

D.由于反應(yīng)前后氣體體積不變,減小容器的容積增大壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),一氧化碳轉(zhuǎn)化率不變,故D不符合;

故選B.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知固體甲為非金屬,I、F均為常見的金屬,E為氣體單質(zhì);固體乙為一種紅棕色固體;G為白色膠狀沉淀,既能溶解于鹽酸,又能溶解于氫氧化鈉溶液.A在常溫下為氣態(tài),與氧氣完全反應(yīng)時(shí)的體積比是.W是由三種處在不同短周期的元素組成的化合物,與水反應(yīng)生成AG時(shí)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為.各物質(zhì)有如下圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分反應(yīng)的產(chǎn)物未全部表示).試回答下列題:

(1)B的電子式為______,固體甲、乙的化學(xué)式分別是______、______

(2)上述轉(zhuǎn)化中,①其中屬于置換反應(yīng)的是(填序號(hào))______;

(3)寫出W和水反應(yīng)的化學(xué)方程式______溶液反應(yīng)的離子方程式______

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氯化鐵是常見的水處理劑,工業(yè)上制備無水FeCl3的一種工藝如下:

1由FeCl3· 6H2O晶體制備無水FeCl3應(yīng)采取的措施是:

2六水合氯化鐵在水中的溶解度如下:

溫度/

0

10

20

30

50

80

100

溶解度g/100gH2O

74.4

81.9

91.8

106.8

315.1

525.8

535.7

從FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶體的操作步驟是:加入少量鹽酸、 、 、過濾、洗滌、干燥。

3常溫下,若溶液的pH控制不當(dāng)會(huì)使Fe3+沉淀,pH=4時(shí),溶液中cFe3+ mol·L-1。常溫下Ksp[FeOH3]=2.6×10-39

4FeCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通?捎玫饬糠y(cè)定:稱取2.300g無水氯化鐵樣品,溶于稀鹽酸, 再轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶,用蒸餾水定容;取出10.00mL,加入稍過量的KI溶液,充分反應(yīng)后,滴入某一指示劑并用0.1000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定用去12.50mL。

已知:I2+2S2O32-=2I+S4O62-

寫出加入稍過量的KI溶液反應(yīng)的離子方程式: 。

求樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)寫出計(jì)算過程

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列敘述正確的是

A. 24 g 鎂與27 g鋁中,含有相同的質(zhì)子數(shù)

B. 同等質(zhì)量的氧氣和臭氧中,電子數(shù)相同

C. 1 mol重水與1 mol水中,中子數(shù)比為21

D. 1 mol乙烷和1 mol乙烯中,化學(xué)鍵數(shù)相同

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】關(guān)于化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,下列說法中不正確的是( )

A. 燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)

B. 對(duì)于可逆反應(yīng):aA(g)+bB(g)bC(g)+dD(g),如果正反應(yīng)放熱,逆反應(yīng)一定吸熱

C. 氫氣燃燒生成水是一個(gè)放熱的化學(xué)反應(yīng),說明1 mol H2的能量高于1 mol H2O的能量

D. 只有放熱的氧化還原反應(yīng)才可以設(shè)計(jì)為原電池

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】當(dāng)溫度高于500 K時(shí),科學(xué)家成功利用二氧化碳和氫氣合成了乙醇(可逆反應(yīng)),這在節(jié)能減排、降低碳排放方面具有重大意義。回答下列問題:

(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________________________。

(2)在恒容密閉容器中,判斷上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。

a.體系壓強(qiáng)不再改變

b.H2的濃度不再改變

c.氣體的密度不隨時(shí)間改變

d.單位時(shí)間內(nèi)消耗H2CO2的物質(zhì)的量之比為3:1

(3)在一定壓強(qiáng)下,測(cè)得由CO2制取CH3CH2OH的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中,起始投料比、溫度與CO2的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖。

根據(jù)圖中數(shù)據(jù)

①降低溫度,平衡向________方向移動(dòng)。

②在700 K、起始投料比=1.5時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率為________

③在500 K、起始投料比=2時(shí),達(dá)到平衡后H2的濃度為a mol·L1,則達(dá)到平衡時(shí)CH3CH2OH的濃度為________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】反應(yīng)△H<0在等容條件下進(jìn)行。改變其他反應(yīng)條件,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化的曲線如下圖所示:

回答問題:

⑴反應(yīng)的化學(xué)方程中a∶b∶c為;

⑵A的平均反應(yīng)速率vA、vA、vA從大到小排列次序?yàn)椋?/span>

⑶B的平衡轉(zhuǎn)化率αB、αB、αB中最小的是,其值是;

⑷由第一次平衡到第二次平衡,平衡移動(dòng)的方向是,采取的措施是;

⑸比較第Ⅱ階段反應(yīng)溫度和第Ⅲ階段反應(yīng)溫度的高低;T填“<”“>”“=”判斷的理由是。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】碘化亞銅(CuⅠ)是陽極射線管覆蓋物,不溶于水和乙醇。下圖是工業(yè)上由冰銅制取無水碘化亞銅的流程。

(1)FeSS的化合價(jià)為_____________。

(2)步驟①中Cu2S被轉(zhuǎn)化為Cu,同時(shí)有大氣污染物A生成,相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式為_____________,熔渣B的主要成分為黑色磁性物質(zhì),其化學(xué)式為_____________

(3)步驟②中H2O2的作用是_____________;步驟③中加入過量NaI涉及的主要離子反應(yīng)方程式為_____________。

(4)步驟④用乙醇洗滌的優(yōu)點(diǎn)是_____________;檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法是_____________

(5)溶液I中通常含少量Fe(Ⅲ)。已知該工業(yè)條件下,Fe(OH)3Ksp=1.0×1038,據(jù)此分析除去Fe(Ⅲ)(c(Fe3+)≤1.0×105mol/L)應(yīng)調(diào)節(jié)pH不小于_____________(水的離子積以常溫計(jì))。

(6)準(zhǔn)確稱取 m g CuI樣品,加入足量的Fe2(SO4)3溶液,發(fā)生反應(yīng)為2CuⅠ+4Fe3+===2Cu2++4Fe2++I2,待樣品完全反應(yīng)后,用amol/L酸性KMnO4溶液滴定Fe(Ⅱ),消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積平均值為ⅴmL。樣品中CuI的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算表達(dá)式為_____________;如果滴定前,酸式滴定管沒有用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗,CuI的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_____________(偏低”、“偏高無影響”)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將等物質(zhì)的量的X、Y氣體充入一個(gè)密閉容器中,在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡:X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH<0。當(dāng)改變某個(gè)條件并達(dá)到新平衡后,下列敘述正確的是(  )

A. 升高溫度,X的體積分?jǐn)?shù)減小

B. 增大壓強(qiáng)(縮小容器體積),Z的濃度不變

C. 保持容器體積不變,充入一定量的惰性氣體,Y的濃度不變

D. 保持容器體積不變,充入一定量的Z,X的體積分?jǐn)?shù)增大

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