Question

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 =" 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

（1）-28.5  （2） 減小
（3）①60% ②ac（漏選得1分，錯選不得分）
（4）①bc（漏選得1分，錯選不得分） ②鋅

解析試題分析：（1）根據蓋斯定律可知?H=ΔH₁ -3ΔH₂=-28.5kJ?mol?¹，所以a="-28.5" 。
（2）因為Fe和Fe₂O₃為固體，所以平衡常數表達式為： ；因為該反應為放熱反應，所以溫度升高，平衡向左移動，K值減小。
（3）①根據三段式進行計算：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
變化量（mol）         x         x
平衡量（mol）        1-x         1+x
K===64，計算得到x=0.6，則轉化率=60%
②a、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，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，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。
考點：本題考查熱化學方程式和蓋斯定律計算應用，平衡常數計算應用，化學平衡三段式列式計算方法，原電池原理的分析判斷。