9.鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要基礎產(chǎn)業(yè),是國家經(jīng)濟水平和綜合國力的重要標志,高爐煉鐵是最為普遍的一種煉鐵方法.
Ⅰ.已知:CO的燃燒熱為283KJ•mol-1,2Fe(s)+$\frac{3}{2}$O2(g)=Fe2O3(s)△H=-825.5KJ•mol-1
(1)反應Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)△H=-23.5kJ/molKJ•mol-1
Ⅱ.反應$\frac{1}{3}$Fe2O3(s)+CO(g)═$\frac{2}{3}$Fe(s)+CO2(g)在一個容積為10L的密閉容器中,1000℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反應經(jīng)過l0min后達到平衡CO的平衡轉(zhuǎn)化率為60%.
(2)在1000℃的平衡常數(shù)等于7.
(3)欲提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率,促進Fe2O3的轉(zhuǎn)化,可采取的措施是d.
a.提高反應溫度                b.增大反應體系的壓強
c.選取合適的催化劑            d.及時吸收或移出部分CO2
Ⅲ.高爐煉鐵產(chǎn)生的廢氣中CO可進行回收,使其在一定條件下和H2反應制備甲醇:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g).請根據(jù)圖示回答下列問題:
(4)圖中兩條曲線分別表示壓強為0.1MPa和5.0MPa下CO轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化,其中代表壓強為5.0MPa的曲線是A(填“A”或“B”)
(5)該反應在進行的過程中,v(H2)>v(CO)+v(CH2OH)(填“>”“<”或“=”)
(6)在不改變反應混合物用量的前提下,為了加快反應速率且提高CO的轉(zhuǎn)化率,可采取的最佳措施是其他條件不變,增大壓強.
(7)甲醇可與氯氣構(gòu)成燃料電池,該電池用多孔的惰性電極浸入濃氫氧化鉀溶液,寫出該電池的負極反應式:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O.

分析 (1)CO的燃燒熱為283KJ•mol-1,則①CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)△H2=-283kJ/mol,②2Fe(s)+$\frac{3}{2}$O2(g)=Fe2O3(s)△H=-825.5KJ•mol-1,根據(jù)蓋斯定律來計算反應的焓變;
(2)化學平衡常數(shù),是指在一定溫度下,可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值,根據(jù)三行式計算;
(3)提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率,應使平衡向正反應移動,但不能增大CO的用量,結(jié)合選項根據(jù)平衡移動原理分析;
(4)比較壓強,統(tǒng)一溫度,在相同溫度200℃時,A的轉(zhuǎn)化率比B的高,說明壓強改變,平衡正向移動;
(5)反應速率之比等于各物質(zhì)計量數(shù)之比;
(6)不改變反應混合物用量的前提下,用溫度、壓強對化學平衡產(chǎn)生影響;
(7)燃料電池的負極通入燃料,失去電子發(fā)生氧化反應.

解答 解:(1)已知:①CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)△H2=-283kJ/mol,②2Fe(s)+$\frac{3}{2}$O2(g)=Fe2O3(s)△H=-825.5KJ•mol-1,①×3-②得到反應:Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g),該反應的△H=(-283kJ/mol)×3-(-825.5KJ•mol-1)=-23.5kJ/mol,
故答案為:-23.5kJ/mol;
(2)反應$\frac{1}{3}$Fe2O3(s)+CO(g)=Fe2O3(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)K=$\frac{c(C{O}_{2})}{c(CO)}$,
               $\frac{1}{3}$Fe2O3(s)+CO(g)=Fe2O3(s)+CO2(g)
初始濃度:0.1                                     0.1
變化濃度:0.06                                    0.18    
平衡濃度:0.04                                     0.28
K=$\frac{0.28}{0.04}$=7,
故答案為:7;
(3)a、該反應正反應是放熱反應,提高反應溫度,平衡向逆反應移動,CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低,故A錯誤;
b、增加壓強,平衡逆向移動,CO的平衡轉(zhuǎn)化率減小,故b錯誤;
c、選取合適的催化劑,不影響平衡移動,CO的平衡轉(zhuǎn)化率不變,故c錯誤;
d、及時吸收或移出部分CO2,平衡向正反應移動,CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大,故d正確;
故選d.
(4)比較壓強,統(tǒng)一溫度,在相同溫度200℃時,A的轉(zhuǎn)化率比B的高,說明壓強改變,平衡正向移動,對于CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),是氣體體積縮小的反應,則壓強的改變只能是增大壓強,所以A點的壓強大,為5.0MPa,
故答案為:A;
(5)反應速率之比等于各物質(zhì)計量數(shù)之比,達平衡時,v(CO)=v(CH3OH)=$\frac{1}{2}$v(H2),即v(H2)=v(CO)+v(CH3OH),在達平衡之前,正反應速率大于逆反應速率,即v(CH3OH)>v(CO),故達平衡前v(H2)>v(CO)+v(CH3OH),
故答案為:>;
(6)不改變反應混合物用量的前提下,用溫度、壓強對化學平衡產(chǎn)生影響,從圖中可知,升溫CO的轉(zhuǎn)化率降低,降溫速率會減慢,所以選擇增大壓強,加快反應速率且平衡正向移動,提高CO的轉(zhuǎn)化率,
故答案為:其他條件不變,增大壓強;
(7)燃料電池的負極通入燃料,失去電子發(fā)生氧化反應,在堿性環(huán)境的電極反應式為CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,
故答案為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O.

點評 本題考查化學平衡的有關(guān)計算、化學反應焓變計算、平衡常數(shù)、電化學等有關(guān)知識,難度中等.

練習冊系列答案
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19.在一定條件下,反應:N2+3H2?2NH3在容積為2L的密閉容器中進行,5min內(nèi)NH3的物質(zhì)的量增加0.1mol,則這段時間內(nèi)的反應速率是( 。
A.v(NH3)=0.02mol/(L•min)B.v(N2)=0.02mol/(L•min)
C.v(N2)=0.01mol/(L•min)D.v(H2)=0.015mol/(L•min)

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20.下列各組物質(zhì)之間不可能實現(xiàn)如圖所示轉(zhuǎn)化的是(  )

選項XYZM
AO2CO2COC
BCH3CH2OHCH3CHOCH3COOHO2
CNaOHNaHCO3Na2CO3CO2
DNH3NONO2O2
A.AB.BC.CD.D

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17.用NA表示阿伏加德羅常效的值,下列敘述正確的是( 。
A.28g乙烯和聚乙烯完全燃燒生成的CO2分子數(shù)均為2NA
B.25℃時,pH=3的1.0L NaHSO3溶液中,含Na+數(shù)目為0.001NA
C.2.24LNH3中含共價鍵數(shù)目為0.3 NA
D.78g苯含有C=C雙鍵的數(shù)目為3 NA

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4.燃料電池是利用燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧氣反應從而將化學能轉(zhuǎn)化成電能的裝置.下列關(guān)于甲烷燃料電池(NaOH溶液作電解質(zhì)溶液)的說法中正確的是( 。
A.負極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-
B.放電時正極發(fā)生氧化反應,外電路中電子從正極流向負極
C.負極反應為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
D.隨著放電的進行,溶液的pH增大

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

14.判斷下列關(guān)于電解槽的敘述正確的是BCDEG
A.與電源正極相連的是電解槽的陰極
B.與電源負極相連的是電解槽的陰極
C.在電解槽的陽極發(fā)生氧化反應.
D.電子從電源的負極沿導線流入電解槽的陰極
E.電解熔融氯化鈉的裝置中,Na+向陽極移動
F.電解時,與直流電源負極相連的電極上發(fā)生氧化反應
G熔融電解質(zhì)的導電是化學變化,金屬導電是物理變化
H.電解池中的閉合回路僅是由電子的定向運動形成的
I.電極本身一定被消耗
J.需耍通電才可進行的有:電解、電離、電鍍.

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1.固體粉末X中可能含有Fe2O3、MnO2、Na2SiO3、CaCl2、K2CO3中的若干種.為確定該固體粉末的成分,取X進行如下實驗:

請回答:
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(3)固體粉乘X中一定含有MnO2、Na2SiO3、K2CO3

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18.下列廚房中的活動不涉及化學變化的是( 。
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19.如圖所示,最近美國醫(yī)學家利用人體自身環(huán)境設計了心臟起搏器,其動力由人體體液中的能量物質(zhì)提供.下列有關(guān)說法正確的是( 。
A.圖中“?”為人體中的脂肪
B.O2極為心臟起搏器的負極
C.產(chǎn)生的CO2使人體血液呈酸性,長期使用對人體有害
D.電池正極的電極反應式為O2+4H++4e-═2H2O

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