精英家教網(wǎng)I.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)△H
(1)已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1
②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2,則△H=
 
(用含△H1、△H2代數(shù)式表示)
(2)高爐煉鐵反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=
 

(3)在T℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64,在 2L恒容密閉容器甲和乙中,分別按下表所示加入物質(zhì),反應(yīng)經(jīng)過一段時(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 1.5 1.0 1.0
①甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率為
 

②下列說法正確的是
 
(填編號(hào)).
A.若容器壓強(qiáng)恒定,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)     B.若容器內(nèi)氣體密度恒定,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C.甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率大于乙的      D.增加Fe2O3就能提高CO的轉(zhuǎn)化率
II.納米MgO可用尿素與氯化鎂合成.某小組研究該反應(yīng)在溫度為378~398K時(shí)的反應(yīng)
時(shí)間、反應(yīng)物配比等因素對(duì)其產(chǎn)率的影響.請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表:
編號(hào) 溫度/K 反應(yīng)時(shí)間/h 反應(yīng)物物質(zhì)的量配比 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
378 3 3:1 實(shí)驗(yàn)②和④探究
 


實(shí)驗(yàn)②和
 
探究反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響
378 4 4:1
378 3
 
398 4 4:1
如圖為溫度對(duì)納米MgO產(chǎn)率(曲線a)和粒徑(曲線b)的影響,請(qǐng)歸納出溫度對(duì)納米 MgO制備的影響(寫出一條):
 
分析:I.(1)根據(jù)蓋斯定律,由已知熱化學(xué)方乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式,反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)并進(jìn)行相應(yīng)的加減; 
(2)化學(xué)平衡常數(shù)是指平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值,據(jù)此書寫,注意固體、純液體的濃度為常數(shù),不需要寫固體、純液體;
(3)①令平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量變化為nmol,利用三段式表示出平衡時(shí)CO、CO2的物質(zhì)的量,化學(xué)計(jì)量數(shù)都是1,利用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù),而平衡常數(shù)為64計(jì)算出n的值,再利用轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算CO的轉(zhuǎn)化率;
②A、反應(yīng)前后氣體體積沒有變化的反應(yīng),容器中的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化,不能證明達(dá)到了平衡狀態(tài);
B、容器的體積保持不變,根據(jù)質(zhì)量守恒定律知,反應(yīng)前后混合氣體的質(zhì)量會(huì)變,所以容器內(nèi)氣體的密度會(huì)變,當(dāng)容器中氣體的密度不再發(fā)生變化時(shí),能表明達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài);
C、反應(yīng)前后氣體體積沒有變化的反應(yīng),增加反應(yīng)物氣體的物質(zhì)的量平衡不發(fā)生移動(dòng);
D、增加固體的物質(zhì)的量,不影響平衡移動(dòng);
II. 根據(jù)控制變量法進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),研究溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物配比對(duì)氧化鎂產(chǎn)率,分析對(duì)比實(shí)驗(yàn)的變量不同進(jìn)行解答.
由圖表中數(shù)據(jù)可知,在378K~398K,納米MgO的粒徑大小無明顯變化,在383K較低溫度下有利于形成較小的顆粒,納米MgO產(chǎn)率隨溫度的升高而增大;
解答:解:I.(1)①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H ①
               C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H ②
由①-②×3,得到熱化學(xué)方程式:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=△H1-3△H2,
故答案為:△H1-3△H2;
(2)反應(yīng)Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g)的平衡常數(shù)K=
c3(CO2)
c3(CO)
,故答案為:
c3(CO2)
c3(CO)

(3)①令平衡時(shí)CO的物質(zhì)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       n        n
所以K=
c3(CO2)
c3(CO)
=
n3(CO2)
n3(CO)
=
n 3
(1-n ) 3
=64,解得n=0.6,所以CO的平衡轉(zhuǎn)化率為
0.6mol
1mol
×100%=60%,故答案為:60%;
②②A、該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積沒有變化的反應(yīng),容器中的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化,不能證明達(dá)到了平衡狀態(tài),故A錯(cuò)誤;
B、該容器的體積保持不變,根據(jù)質(zhì)量守恒定律知,反應(yīng)前后混合氣體的質(zhì)量會(huì)變,所以容器內(nèi)氣體的密度會(huì)變,當(dāng)容器中氣體的密度不再發(fā)生變化時(shí),能表明達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),故B正確;
C、該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積沒有變化的反應(yīng),增加反應(yīng)物氣體的物質(zhì)的量平衡不發(fā)生移動(dòng),轉(zhuǎn)化率不變,故C錯(cuò)誤;
D、氧化鐵是固體,增加Fe2O3的量,不影響平衡移動(dòng),故D錯(cuò)誤;
故選:B.
II.實(shí)驗(yàn)根據(jù)控制變量法進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),研究溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物配比對(duì)氧化鎂產(chǎn)率的影響.
實(shí)驗(yàn)①和③,溫度相同,反應(yīng)時(shí)間相同,應(yīng)研究反應(yīng)物配比對(duì)氧化鎂產(chǎn)率的影響,③中反應(yīng)物配比應(yīng)為4:1;
實(shí)驗(yàn)②和④,反應(yīng)時(shí)間相同,反應(yīng)物配比相同,溫度不同,應(yīng)是探究溫度對(duì)產(chǎn)率的影響;
③中反應(yīng)物配比應(yīng)為4:1,實(shí)驗(yàn)②和③,溫度相同、反應(yīng)物配比相同,反應(yīng)時(shí)間不同,探究反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響.
故答案為:4:1;溫度對(duì)產(chǎn)率的影響;③;
由圖表中數(shù)據(jù)可知,在378K~398K,納米MgO的粒徑大小無明顯變化,在383K較低溫度下有利于形成較小的顆粒,納米MgO產(chǎn)率隨溫度的升高而增大.
故答案為:在378K~398K,納米MgO的粒徑大小無明顯變化,在383K較低溫度下有利于形成較小的顆粒,納米MgO產(chǎn)率隨溫度的升高而增大.
點(diǎn)評(píng):本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、化學(xué)平衡的判斷、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖象的分析等,難度中等,需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用知識(shí)分析問題、解決問題能力.
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:

(2013?湛江二模)高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法.
(1)從煉鐵高爐口排出的尾氣中含有一定量的有毒氣體
CO
CO
(填化學(xué)式),會(huì)污染空氣.100多年前,人們?cè)木拶Y改建高爐,結(jié)果尾氣中的該物質(zhì)含量并未減少.高爐煉鐵的主要反應(yīng)方程式為(設(shè)鐵礦石用磁鐵礦)
Fe3O4+4CO
 高溫 
.
 
3Fe+4CO2
Fe3O4+4CO
 高溫 
.
 
3Fe+4CO2

(2)已知:①4Fe(s)+3O2=2Fe2O3(s)△H1
②4Fe3O4(s)+O2(g)=6Fe2O3(s)△H2
③3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s)△H3
則△H2=
3△H1-4△H3
3△H1-4△H3
(用含上述△H的代數(shù)式表示).
(3)高鐵酸鈉(Na2FeO4)是鐵的一種重要化合物,可用電解法制備,陽極材料為鐵,其電解質(zhì)溶液應(yīng)選用
NaOH
NaOH
 (填H2SO4、HNO3、KOH、NaOH、Na2SO4)溶液,原因是
其他溶液都會(huì)引入雜質(zhì)
其他溶液都會(huì)引入雜質(zhì)
,陽極反應(yīng)式為
Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O
Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O

(4)某溫度下,HX的電離平衡常數(shù)K為1×10-5.計(jì)算該溫度下0.100mol/L的HX溶液的     H+濃度.(平衡時(shí)HX的濃度以0.100mol/L計(jì),水的電離忽略不計(jì),寫出計(jì)算過程.)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

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)△H=akJmol-1
(1)已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJmol-1
②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJmol-1
則a=
-28.5
-28.5
kJ  mol-1
(2)冶煉鐵反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=
c3(CO2)
c3(CO)
c3(CO2)
c3(CO)
,溫度升高后,K值
減小
減小
(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2L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
60%
60%

②下列說法正確的是
ac
ac
(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
bc
bc
(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).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2012?唐山二模)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)△H=akJ?mol-1
(1)已知:
①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489kJ?mol-1
②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ?mol-1
則a=
-28.5
-28.5
kJ?mol-1,煉鐵反應(yīng)平衡常數(shù)K隨溫度升高而
減小
減小
(填“增大”、“不變”或“減小”).
(2)在T℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64,在體積均為2L的恒容密閉容器甲和乙中,分別按下所示加入物質(zhì),反應(yīng)經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到平衡.
Fe2O3 CO Fe CO2
1.0mol 1.0mol 1.0mol 1.0mol
1.0mol 2.0mol 1.0mol 1.0mol
①甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率為
60%
60%

②下列說法正確的是
cd
cd
(填字母).
a.增加Fe2O3的量可以提高CO的轉(zhuǎn)化率
b.甲、乙容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率之比大于1
c.甲、乙容器中,CO的平衡濃度之比為2:3
d.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)
(3)實(shí)驗(yàn)室有提純后的鐵礦粉(含氧化鐵、氧化亞鐵中的一種或兩種),請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究其成分:
實(shí)驗(yàn)室僅提供如下儀器和試劑:燒杯、試管、玻璃棒、藥匙、膠頭滴管、酒精燈、試管夾;3mol/L H2SO4溶液、0.01mol/L KMnO4溶液、20% KSCN溶液、蒸餾水.
①提出合理假設(shè):
假設(shè)1:只含氧化亞鐵;
假設(shè)2:只含氧化鐵;
假設(shè)3:
既含氧化亞鐵又含氧化鐵
既含氧化亞鐵又含氧化鐵

②請(qǐng)?jiān)谙铝斜砀裰刑顚憣?shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論.(可不必填滿)
實(shí)驗(yàn)操作 預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論
步驟1:取少量樣品于燒杯中加適量稀硫酸溶解 \
步驟2:
取少量步驟1所得溶液于試管中滴加幾滴KSCN溶液
取少量步驟1所得溶液于試管中滴加幾滴KSCN溶液
若溶液變紅則證明樣品中含氧化鐵
若不變紅則證明樣品中不含氧化鐵
若溶液變紅則證明樣品中含氧化鐵
若不變紅則證明樣品中不含氧化鐵
步驟3:
另取少量步驟1所得溶液于試管中滴加幾滴KMnO4溶液
另取少量步驟1所得溶液于試管中滴加幾滴KMnO4溶液
若KMnO4溶液紫色褪去則證明樣品中含氧化亞鐵
若KMnO4溶液不褪色則證明樣品中不含氧化亞鐵
若KMnO4溶液紫色褪去則證明樣品中含氧化亞鐵
若KMnO4溶液不褪色則證明樣品中不含氧化亞鐵
步驟4:

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科目:高中化學(xué) 來源:2012-2013學(xué)年廣東省東莞市高三上學(xué)期調(diào)研測(cè)試?yán)砭C化學(xué)試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

I.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)              △H

(1)已知:①Fe2O3(s) + 3C(石墨)=2Fe(s) + 3CO(g)    △H1

②C(石墨)+ CO2(g) = 2CO(g)   △H2

  則△H___________________(用含△H、△H2的代數(shù)式表示)。

(2)高爐煉鐵反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=____________________________。

(3)在某溫度時(shí),該反應(yīng)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(zhì),反應(yīng)經(jīng)過一段時(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

1.5

1.0

1.0

 

①甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率為_______________________。

②下列說法正確的是____________________(填編號(hào))。

A.若容器壓強(qiáng)恒定,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B.若容器內(nèi)氣體密度恒定,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

C.甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率大于乙的

D.增加Fe2O3就能提高CO的轉(zhuǎn)化率

II.納米MgO可用尿素與氯化鎂合成。某小組研究該反應(yīng)在溫度為378~398K時(shí)的反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物配比等因素對(duì)其產(chǎn)率的影響。請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表:

編號(hào)

溫度/K

反應(yīng)時(shí)間/h

反應(yīng)物物質(zhì)的量配比

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

378

4

3∶1

實(shí)驗(yàn)②和④探究________

______________________

實(shí)驗(yàn)②和__________探究

反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響。

378

4

4∶1

378

3

_______

398

4

4∶1

 

下圖為溫度對(duì)納米MgO產(chǎn)率(曲線a)和粒徑(曲線b)的影響,請(qǐng)歸納出溫度對(duì)納米MgO制備的影響規(guī)律(寫出一條):                                                                            

___________________________________________。

 

 

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