Question

【題目】高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法，發生的主要反應為：

Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=akJ·mol-1

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

②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH2=+172.5kJ·mol-1，則a = kJ mol-1。

(2)冶煉鐵反應的平衡常數表達式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，反應經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．若容器內氣體密度恒定時，標志反應達到平衡狀態

b．甲容器中CO的平衡轉化率大于乙的

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，能保護鐵的是 (填字母)。

②若用d裝置保護鐵，X極的電極材料應是 (填名稱)。

Answer 1

【答案】

(1)-28.5；

(2)；減小；

(3)①60%；②ac；

(4)①bc；②鋅。

【解析】

試題分析：(1)①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJmol-1，②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) △H2=+172.5kJmol-1，依據蓋斯定律①-②×3得到：Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1，a=-28.5，故答案為：-28.5；

(2)Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1，平衡常數K=；反應是放熱反應，升溫平衡逆向進行，平衡常數減小；故答案為：；減小；

(3)①在T℃時，該反應的平衡常數K=64，在2L恒容密閉容器甲中，加入物質反應達到平衡，設消耗一氧化碳物質的量為x

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

起始量(mol) 1 1 1 1

變化量(mol) x x

平衡量(mol) 1-x 1+x

K===64，計算得到x=0.6，轉化率=60%，故答案為：60%；

②Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1，a．反應前后氣體質量變化，體積不變，若容器內氣體密度恒定時，標志反應達到平衡狀態，故a正確；b．乙容器中一氧化碳增加，相當于增大壓強，反應前后體積不變，甲容器中CO的平衡轉化率等于乙的轉化率，故b錯誤；c．甲容器中平衡一氧化碳物質的量為0.4mol；乙容器中結合平衡常數計算得到消耗一氧化碳為1.4mol，平衡物質的量為0.6mol，甲和乙容器中CO的平衡濃度之比為0.4+0.6=2：3；故c正確；d．固體量增加不影響化學平衡，增加Fe2O3不能提高CO的轉化率，故d錯誤；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；bc可以保護鐵；故答案為：bc；

②裝置為原電池，若用d裝置保護鐵，X極的電極材料應比鐵活潑可以選擇鋅；故答案為：鋅。