Question

已知；①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，平衡常数为K；

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

测得在不同温度下，K值如下：

温度/℃	500	700	900
K	1.00	1.47	2．40

（1）反应①为__________(选填“吸热”或“放热”)反应。

（2）若500 ℃时进行反应①，CO2的起始浓度为2 mol·L－1，CO的平衡浓度为 。

（3）下列关于反应①的说法正确的是 。

A．达到平衡后保持其他条件不变，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动

B． 在500 ℃下反应，当c(CO2)=c(CO)时，反应达到平衡状态

C．恒温恒容下，当容器内气体密度不再变化时，反应达到平衡状态

D．加压、升温和使用催化剂均可增大反应物的转化率

（4）由已知反应，写出Fe2O3(s)被CO(g)还原成FeO(s)的热化学方程式 。

（5）室温时在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液，当溶液pH为2．7时，Fe3＋开始沉淀；当溶液pH为4时，c(Fe3＋)＝__________mol·L－1(已知：Ksp[Fe(OH)3]＝4．0×10－36)。

（6）新型锌空电池与锂电池相比，具有能量密度高、安全性好且成本低。该电池的总反应为2Zn+O2===2ZnO，电解质溶液为KOH溶液，则负极的电极反应式为_______。

若以该电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液，为保证阴极有6．4g铜析出，理论上至少需要标准状况下　　　 L空气(空气中含氧气按20%计算)进入该电池。

 

Answer 1

（1）吸热 （2）1.00 mol·L-1 （3）B C（对一个计1分）

（4） Fe2O3(s)＋CO(g)== 2FeO(s)＋CO2(g)　 ΔH＝(2a+b) kJ·mol-1

（5）4．0×10-8

（6）Zn - 2e-＋2OH-－== ZnO＋H2O 5.60

【解析】

试题分析：（1）反应①平衡常数为K随温度的升高而增大，说明是吸热反应；

（2） 500℃时进行反应①的K=1，平衡时c(CO)=c(CO2)；CO2的起始浓度为2 mol·L－1，CO的平衡浓度为1 mol·L－1。

（3）反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)　ΔH＜0，

A．达到平衡后保持其他条件不变，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率也增大，不会减小，故不正确；

B． 在500 ℃下反应K=1，故当c(CO2)=c(CO)时，反应达到平衡状态

C．恒温恒容下，气体的物质的量不变，但CO生成CO2，质量增重，正向移动，当容器内气体密度不再变化时，反应达到平衡状态，正确；

D．加压和使用催化剂不会使平衡移动，故反应物的转化率不变，不正确。

（4）根据盖斯定律来写。

（5）pH=4时，c(OH-)＝10-10mol·L－1，c(Fe3＋)＝ =4．0×10-6mol·L－1

（6）电池的负极是活泼金属Zn，注意碱性环境得出负极反应式：Zn-2e-＋2OH－==ZnO＋H2O，

根据电子得失2Cu——O2，6．4g铜需要0.05molO2，0.25mol(0.25 mol×22．4L/mol =5.60L)空气。

 

考点：化学平衡与原电池、电解池的应用。