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高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:Fe2O3(s)+3CO(g)??2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH=a kJ·mol-1
(1)已知:①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)=2Fe(s)+3CO(g)
ΔH1=+489.0 kJ·mol-1
②C(s,石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1。则a=________。
(2)冶炼铁反应的平衡常数表达式K=________,温度升高后,K值________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)在T ℃时,该反应的平衡常数K=64,在2 L恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡。
 
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的平衡转化率为________。
②下列说法正确的是________(填字母)。
a.若容器内气体密度恒定时,标志反应达到平衡状态
b.增加Fe2O3的量,可以提高CO的转化率
c.甲容器中CO的平衡转化率大于乙的平衡转化率
d.甲、乙容器中,CO的平衡浓度之比为2∶3
(4)采取一定措施可防止钢铁腐蚀。下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液。
①在a、b、c装置中能保护铁的是________(填字母)。
②若用d装置保护铁,X极的电极材料应是________(填名称)。

(5)25 ℃时有关物质的溶度积如下:Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp[Fe(OH)3]=2.64×10-39。25 ℃时,向含有Mg2、Fe3的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2)∶c(Fe3)=________。
(1)-28.5 (2)  减小
(3)①60% ②ad (4)①bc ②锌
(5)2.125×1021
(1)根据盖斯定律可知,已知反应的ΔH=ΔH1-3ΔH2=489.0 kJ·mol-1-3×172.5 kJ·mol-1=-28.5 kJ·mol-1
(2)冶炼铁反应的平衡常数表达式K=,温度升高后,平衡向吸热反应方向移动,所以K值减小。
(3)①反应开始时,CO、CO2的物质的量浓度均为0.5 mol·L-1,设反应中转化的CO物质的量浓度为x,则平衡时CO、CO2的物质的量浓度分别为(0.5-x)mol/L、(0.5+x) mol/L,则有=64,等式两边开立方得=4,解得x=0.3,则CO的转化率为0.3÷0.5×100%=60%。
②该反应的气体是由CO转化为CO2,故气体的质量增加,容器体积不变,故气体密度为变化量,当气体的密度不变时,说明反应已达到平衡状态,a项正确;Fe2O3为固体,增加其用量不会影响平衡,b项错误;该反应中的反应物和生成物中气体只有一种,故尽管乙容器中的CO用量增加,但不会影响转化率,c项错误;将甲、乙中CO2的物质的量进行极端转换,得起始时CO气体的物质的量之比为2∶3,则平衡时CO物质的量浓度之比为2∶3,d项正确。
(4)①a装置中铁连接电源的正极,为阳极,发生氧化反应,加速其腐蚀,a错误;b装置中铁连接电源的负极,为阴极,能保护铁不被腐蚀,是外接电源的阴极保护法,b正确;c装置中,锌比铁活泼,锌作负极,铁被保护,是牺牲阳极的阴极保护法,c正确。
②若d装置能够保护铁,则X的活泼性应比铁活泼,使右侧装置为原电池,左侧装置为电解池,构成外接电源的阴极保护法,X可以是Zn、Al等活泼的金属。
(5)根据Ksp计算公式可得:

=2.125×1021
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(    )
A.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=-483.6 kJ· mol—1则氢气的燃烧热为△H=-241.8 kJ· mol—1
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s);△H=+1.9kJ·mol-1,可知石墨比金刚石更稳定
C.已知NaOH(ag)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);△H=-57.4 kJ· mol—1可知:含1mol CH3COOH的溶液与含1mol NaOH的溶液混合,放出热量等于57.4 kJ
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g);△H1 2C(s)+O2(g)=2CO(g);△H2,则△H1>△H2

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

大气中的部分碘源于O3对海水中Iˉ的氧化。将O3持续通入NaI酸性溶液溶液中进行模拟研究。

(1)O3将Iˉ氧化成I2的过程可发生如下反应:
①Iˉ(aq)+ O3(g)= IOˉ(aq) +O2(g)△H1
②IOˉ(aq)+H+(aq) HOI(aq)  △H2
③HOI(aq) + Iˉ(aq) + H+(aq) I2(aq) + H2O(l) △H3
④O3(g)+2Iˉ(aq)+2H+(aq)= I2(aq) + O2(g)+ H2O(l) △H4
则△H3与△H1、△H2、△H4之间的关系是:△H=      
(2)在溶液中存在化学平衡: I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq)其平衡常数表达式为     。在反应的整个过程中I3ˉ物质的量浓度变化情况是     
(3)为探究温度对I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq) △H反应的影响。在某温度T1下,将一定量的0.2 mol·L-1NaI酸性溶液置于密闭容器中,并充入一定量的O3(g)(O3气体不足,不考虑生成物O2与 Iˉ反应),在t时刻,测得容器中I2(g)的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其它初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得I2(g)浓度,得到趋势图(见图一)。则:

①若在T3时,容器中无O3, T4~T5温度区间容器内I2(g)浓度呈现如图一所示的变化趋势,则△H5     0(填>、=或<);该条件下在温度为T4时,溶液中Iˉ浓度随时间变化的趋势曲线如图二所示。在t2时,将该反应体系温度上升到T5,并维持该温度。请在图2中画出t2时刻后溶液中 Iˉ浓度变化总趋势曲线。
②若在T3时,容器中还有O3,则T1~T2温度区间容器内I2(g)浓度呈现如图一所示的变化趋势,其可能的原因是     。(任写一点)
(4)利用反应④和图2的信息,计算0-t1时间段内用I2(aq)表示的化学反应速率     

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

对于反应:C2H4(g)=C2H2(g)+H2(g),2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g),当升高温度时都向右移动。①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH1;②2C(s)+H2(g)=C2H2(g)ΔH2;③2C(s)+2H2(g)=C2H4(g) ΔH3。则①②③中ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小顺序排列正确的是(  )
A.ΔH1>ΔH2>ΔH3B.ΔH2>ΔH3>ΔH1C.ΔH2>ΔH1>ΔH3D.ΔH3>ΔH2>ΔH1

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列表示物质变化的化学用语中,正确的是(  )
A.碱性氢氧燃料电池的负极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-
B.用惰性电极电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为2Cl--2e-Cl2
C.表示乙炔燃烧热的热化学方程式:C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(g) ΔH="-1" 256 kJ/mol
D.M与N互为同素异形体,由MNΔH="+119" kJ/mol可知,N比M稳定

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

科学家要研究跟碳元素及其化合物相关的很多课题。
(1)焦炭可用于制取水煤气。测得12g碳与水蒸气完全反应生成水煤气时,吸收了131. 6kJ热量,该反应的热化学方程式是_________ 。
(2)工业上可用焦炭冶炼金属,若0.5mol碳完全与赤铁矿反应,得到0.6mol铁,同时生成2种常见气体,则该反应的化学方程式是_________。
(3)碳跟水蒸气制水煤气的反应是一个可逆反应,下列情况下能判断该反应一定达到平衡状态的是_________(选填编号.)。
A.V(H2O)=V(H2)
B.容器中温度不再发生改变
C.消耗nmolH2同时消耗nmolCO
D.容器中气体的总物质的量不随时间改变
(4)温度T1时,在一体积为2L的密闭容积中,加入2.0molCO和2.0mol的H2,反应中c(H2O)的变化情况如图所示,T1时反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)的平衡常数的数值为_________。在第5分钟时将体系的温发升高到T2,若在第8分钟时达到新的平衡,请在下图中画出第5分钟到9分钟后c(H2O)浓度变化趋势的曲线(只要求定性表示)。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

工业制氢气的一个重要反应是:
已知在25℃时:

则2 5℃时1 mol CO与水蒸气作用转化为氢气和二氧化碳反应△H为:

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

氮是地球上含量丰富的—种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,
减少N 的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。

(1)上图是1molNO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式________________________________________;
又知:N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ/mol;2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-112.3kJ/mol,则反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+ 2CO2(g)的△H=_______________;
(2)一定温度下,在2L密闭容器中NO2和O2可发生下列反应:4NO2(g) + O2(g)2N2O5(g)。已知体系中n(NO2)随时间变化加下表:
t(s)
0
500
1000
1500
n(NO2)(mol)
20
13.96
10.08
10.08
 
①写出该反应的平衡常数表达式:K=__________,己知:K300>K350,则该反应是______热反应。
②反应达到平衡后,NO2的转化率为________________,此时若再通入一定量氮气,则NO2的转化率将___________(填“增大”、“减小”、“不变”);
③图中表示N2O5的浓度的变化曲线是____,用O2表示从0~500 s内该反应的平均速率v=________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

研究二氧化硫、氮氧化物、PM2.5等大气污染物的治理具有重要意义。
(1)对PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样中除H+和OH外其它水溶性离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子
K+
Na+
NH4+
SO42-
NO3
Cl
浓度/mol·L-1
4×10-6
6×10-6
2×10-5
4×10-5
3×10-5
2×10-5
 
根据表中数据判断试样的pH =        
(2)含SO2的工业废气处理:废气的将含有SO2的废气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫,在废气脱硫的过程中,所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前,需通一段时间的二氧化碳,以增加其脱硫效率;脱硫时控制浆液的pH值,此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。
二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为             
亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为                
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。
①已知气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g) H>0
汽车启动后,气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是                 
②在汽车尾气系统中安装催化转化器,使NO和CO迅速发生反应转化成对环境无污染的气体,可减少CO和NO的污染,反应的化学方程式为              
(4)用CH4催化还原NOx可消除氮的氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ·mol—1
CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol—1
H2O(g)= H2O(l)△H=-144kJ·mol—1
取标准状况下4.48LCH4还原NO2和NO的混合物,若氮氧化物完全被还原,且生成H2O(l),则放出的总热量Q的取值范围是              

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