Question

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 = a kJ  mol^－1

（1）已知：

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

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

（3）①60%  ②ac（漏選得1分，錯(cuò)選不得分）

（4）①bc（漏選得1分，錯(cuò)選不得分）  ②鋅

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律可知∆H= ΔH₁ -3ΔH₂=-28.5kJ•mol‾¹，所以a=-28.5 。

（2）因?yàn)镕e和Fe₂O₃為固體，所以平衡常數(shù)表達(dá)式為： ；因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)，所以溫度升高，平衡向左移動(dòng)，K值減小。

（3）①根據(jù)三段式進(jìn)行計(jì)算：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

變化量（mol）         x          x

平衡量（mol）        1-x         1+x

K===64，計(jì)算得到x=0.6，則轉(zhuǎn)化率=60%

②a、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)，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，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。

考點(diǎn)：本題考查熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算應(yīng)用，平衡常數(shù)計(jì)算應(yīng)用，化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算方法，原電池原理的分析判斷。