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题目

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)△H=a kJ•mol-1

(1)已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1

②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1则a=______kJ•mol-1.

(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 2L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.

 

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abc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+)=______.

可圈可点用户
2021-03-03 14:45
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答案

(1)-28.5

(2);减小;

(3)① 60%  ② ad

(4)①bc  ② 锌 

(5)2.215×1021

解析

(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

依据盖斯定律①-②×3得到

Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1

a=-28.5;

故答案为:-28.5;

(2)Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1

平衡常数K=;反应是放热反应,升温平衡逆向进行,平衡常数减小;

故答案为:;减小;

(3)①在T℃时,该反应的平衡常数K=64,在2L恒容密闭容器甲中,加入物质反应达到平衡,设消耗一氧化碳物质的量为x

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

起始量(mol) 1         1        1        1

变化量(mol)           x                 x

平衡量(mol)           1-x              1+x

平衡常数K===64,计算得到x=0.6

转化率=60%;

故答案为:60%;

②Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1

a.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a正确;

b.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b错误;

c.乙容器中一氧化碳增加,根据平衡常数计算可知,乙的转化率为70%,所以甲容器中CO的平衡转化率小于乙的转化率,故c错误;

d.甲容器中平衡一氧化碳物质的量为0.4mol;乙容器中结合平衡常数计算得到消耗一氧化碳为1.4mol,平衡物质的量为0.6mol,甲和乙容器中CO的平衡浓度之比为0.4+0.6=2:3;故d正确;

故答案为:ad;

(4)①装置中原电池的正极和电解池的阴极可以得到保护;

故答案为:bc;

②装置为原电池,若用d装置保护铁,X极的电极材料应比铁活泼可以选择锌;

故答案为:锌;

(5)根据氢氧化镁和氢氧化铁的溶解平衡以及溶度积表达式,则当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,

c(Mg2+)==═5.61mol/L,

c(Fe3+)===2.64×10-21mol/L,

所以 c(Mg2+):c(Fe3+)=5.61:2:64×10-21=2.215×1021;

故答案为:2.215×1021.

可圈可点用户
2021-03-03 19:45
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