Fe2O3 | CO | Fe | CO2 | |
甲/mol | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
乙/mol | 1.0 | 1.5 | 1.0 | 1.0 |
分析 (1)地壳中含量最多的金属元素是铝元素,利用其单质铝与氧化铁在高温下发生反应生成铁和氧化铝来焊接钢轨;
(2)根据盖斯定律计算反应Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe (s)+3CO2(g)的△H;
(3)①在T℃时,恒容密闭容器,再通入一定量的N2,虽然压强增大了,但反应物和生成物的浓度都没有变化,所以平衡不移动;
②若甲容器中CO的平衡转化率为60%,则T℃时,依据平衡三段式结合平衡常数的表达式列式计算;
③A.反应前后气体物质的量不变,说明压强也一直不变,若容器压强恒定,不能标志反应达到平衡状态;
B.反应前后气体质量变化,体积不变,若容器内气体密度恒定时,标志反应达到平衡状态;
C.乙容器中一氧化碳增加,平衡虽然向正方向移动,但由于只增加一氧化碳的量,所以一氧化碳的转化率仍然变低,故甲容器中CO的平衡转化率不等于乙的转化率;
D.固体量增加不影响化学平衡,增加Fe2O3不能提高CO的转化率;
(4)放电时,铁棒作负极,碳棒作正极,据此判断a的电极;铁失电子和氢氧根离子生成高铁酸根离子和水;当生成19.8g的K2FeO4即0.1mol时,再根据阳极电极反应式可知转移电子为0.6mol.
解答 解:(1)铝与氧化铁发生铝热反应焊接钢轨的化学方程式为:2Al+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al2O3,故答案为:2Al+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al2O3;
(2)①CO(g)+FeO(s)=CO2(g)+Fe(s)△H=-218.03kJ•mol-1
②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47.2kJ•mol-1
③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=+640.5kJ•mol-1
根据盖斯定律可知①×2+②+③×$\frac{2}{3}$得反应Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe (s)+3CO2(g),△H=(-218.03kJ•mol-1)×2+
(-47.2kJ•mol-1)+(+640.5kJ•mol-1)×$\frac{2}{3}$=-24.8kJ•mol-1,故答案为:-24.8kJ•mol-1;
(3)①在T℃时,恒容密闭容器,再通入一定量的N2,虽然压强增大了,但反应物和生成物的浓度都没有变化,所以平衡不移动,所以CO的转化率将不变,
故答案:不变;
②若甲容器中CO的平衡转化率为60%,则T℃时,
Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g)
起始量(mol) 1 1 1 1
变化量(mol) 0.6 0.6
平衡量(mol) 0.4 1.6
K=$\frac{{c}^{3}(C{O}_{2})}{{c}^{3}(CO)}$=$\frac{(1.6mol/L)^{3}}{(0.4mol/L)^{3}}$=64,
故答案为:64;
③A.反应前后气体物质的量不变,说明压强也一直不变,若容器压强恒定,不能标志反应达到平衡状态,故A错误;
B.反应前后气体质量变化,体积不变,若容器内气体密度恒定时,标志反应达到平衡状态,故B正确;
C.乙容器中一氧化碳增加,平衡虽然向正方向移动,但由于只增加一氧化碳的量,所以一氧化碳的转化率仍然变低,故甲容器中CO的平衡转化率不等于乙的转化率,故C错误;
D.固体量增加不影响化学平衡,增加Fe2O3不能提高CO的转化率,故D错误;
故答案为:B;
(4)放电时,铁作负极,碳棒作正极,所以放电时a是负极,b是正极;阳极上铁失电子和氢氧根离子反应生成高铁酸根离子和水,离子方程式为:Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O;当生成19.8g的K2FeO4即0.1mol时,再根据阳极电极反应式可知转移电子为0.6mol,
故答案为:a;Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O;0.6mol.
点评 本题考查盖斯定律的应用、平衡常数的计算、平衡移动等知识点还以安迪生电池为载体考查了原电池原电池和电解池原理,难度不大,明确高铁酸钠能作为一种新型净水剂的原理.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 4molA+2molB | B. | 3molC+1molB+1molD+1molA | ||
C. | 2molA+1molB+1molD | D. | 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 起相同作用 | B. | 起不同作用 | ||
C. | 只起氧化剂的作用 | D. | 只起还原剂的作用 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
温度/℃ | 1000 | 1115 | 1300 |
平衡常数 | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 1mol镁原子中含有的电子数为2NA | |
B. | 在0℃,101 kPa时,22.4 L氢气中含有NA个氢原子 | |
C. | 25℃,1.01×105Pa,64 g SO2中含有的原子数为3NA | |
D. | NA个一氧化碳分子和0.5 mol甲烷的质量比为7:4 |
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