Question

高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法，發(fā)生的主要反應為：
Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g） △H
（1）已知：①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g） △H₁="+489.0" KJ·mol^-1
②C（石墨）+CO₂（g）=2CO（g） △H₂=+172.5KJ·mol^-1
則△H=   KJ?mol^-1。
（2）高爐煉鐵反應的平衡常數(shù)表達式K=   ，溫度升高后，K值   （填“增大”、“不變”或“減小”）。
（3）在T℃時，該反應的平衡常數(shù)K=64，在2L恒容密閉容器甲和乙中，分別按下表所示加入物質，反應經(jīng)過一段時間后達到平衡。

	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的平衡轉化率為   。
②下列說法正確的是   （填字母）。
A．當容器內氣體密度恒定，表明反應達到平衡狀態(tài)
B．甲容器中CO的平衡時的速率小于乙容器中CO平衡時的速率
C．甲、乙容器中，CO的平衡濃度之比為3：2  
D．增加Fe₂O₃的量可以提高CO的轉化率
（4）汽車尾氣是城市空氣污染的一個重要因素，一種CO分析儀的傳感器可測定汽車尾氣是否符合排放標準，該分析儀的工作原理類似燃料電池，其中電解質是氧化釔（Y₂O₃）的氧化鋯（Z_rO₂）晶體，在高溫熔融狀態(tài)下能傳導O^2－（過程中無氣體產(chǎn)生），則負極的反應式為   。

Answer 1

（1）-28.5kJ/mol  (2)  K= ，減小 （3）①60％ ②AB； （4）CO-2e^-+2O^2-=CO₃^2-

試題分析：（1）①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H₁ ="+489.0" KJ·mol^-1①  C（石墨）+CO₂ （g）=2CO（g）△H₂ =+172.5KJ·mol^-1②；由①-②×3，得到熱化學方程式：Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=△H₁-3△H₂=-28.5kJ/mol；（2）反應Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）的平衡常數(shù)K=，正反應方向為放熱方向，升溫平衡關系逆向移動，化學平衡常數(shù)減小；
（3）①令平衡時CO的物質的量變化為nmol，則：
Fe₂O₃（s）+3CO（g）?Fe（s）+3CO₂（g）
開始（mol）： 1         1        1        1     
變化（mol）： n         n        n        n
平衡（mol）： 1-n       1-n      1+ n     1+ n
所以K==（n+1）³/(1-n)³=64，解得n=0.6，所以CO的平衡轉化率為0.6mol/1mol×100%=60%；②A．該容器的體積保持不變，根據(jù)質量守恒定律知，反應前后混合氣體的質量會變，所以容器內氣體的密度會變，當容器中氣體的密度不再發(fā)生變化時，能表明達到化學平衡狀態(tài)，故A正確；B．該反應是反應前后氣體體積沒有變化的反應，增加反應物氣體的物質的量平衡不發(fā)生移動，但乙提高反應物濃度，乙反應容器中平衡是化學反應速率加快，故B正確；C．該反應是反應前后氣體體積沒有變化的反應，增加反應物氣體的物質的量平衡不發(fā)生移動，甲、乙容器中，CO的平衡濃度之比為1：2 ；D．固體濃度保持不變，增加Fe₂O₃的量濃度不變，不能提高CO的轉化率。（4）通一氧化碳氣體的為負極，負極相關的化學方程式：CO-2e^-+2O^2-=CO₃^2-。