题目内容
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=akJmol-1
（1）已知：①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJmol-1
②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJmol-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
（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
a．若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态
b．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的
c．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2：3
d．增加Fe2O3可以提高CO的转化率
（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～c装置中，能保护铁的是
②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是
Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=akJmol-1
（1）已知：①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJmol-1
②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJmol-1
则a=
-28.5
-28.5
kJ mol-1．（2）冶炼铁反应的平衡常数表达式K=
| c3(CO2) |
| c3(CO) |
| c3(CO2) |
| c3(CO) |
减小
减小
（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．
| Fe2O3 | CO | Fe | CO2 | |
| 甲/mol | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| 乙/mol | 1.0 | 2.0 | 1.0 | 1.0 |
60%
60%
．②下列说法正确的是
ac
ac
（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．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的
c．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2：3
d．增加Fe2O3可以提高CO的转化率
（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～c装置中，能保护铁的是
bc
bc
（填字母）．②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是
锌
锌
（填名称）．分析：（1）依据热化学方程式 和盖斯定律计算分析判断；
（2）Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1
依据平衡常数概念写出表达式，反应是吸热反应，升温平衡逆向进行；
（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，依据平衡三段式列式计算结合转化率概念计算得到；
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；
b．乙容器中一氧化碳增加，相当于增大压强，反应前后体积不变，甲容器中CO的平衡转化率等于乙的转化率；
c．依据平衡三段式计算平衡物质的量；计算甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比；
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）①原电池的正极和电解池的阴极可以得到保护；
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；
（2）Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1
依据平衡常数概念写出表达式，反应是吸热反应，升温平衡逆向进行；
（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，依据平衡三段式列式计算结合转化率概念计算得到；
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；
b．乙容器中一氧化碳增加，相当于增大压强，反应前后体积不变，甲容器中CO的平衡转化率等于乙的转化率；
c．依据平衡三段式计算平衡物质的量；计算甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比；
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）①原电池的正极和电解池的阴极可以得到保护；
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；
解答：解：（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
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．乙容器中一氧化碳增加，相当于增大压强，反应前后体积不变，甲容器中CO的平衡转化率等于乙的转化率，故b错误；
c．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c正确；
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：ac；
（4）①装置中原电池的正极和电解池的阴极可以得到保护；bc可以保护铁；
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；
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=
| c3(CO2) |
| c3(CO) |
故答案为：
| c3(CO2) |
| c3(CO) |
（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
K=
| c3(CO2) |
| c3(CO) |
| (1+x)3 |
| (1-x)3 |
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．乙容器中一氧化碳增加，相当于增大压强，反应前后体积不变，甲容器中CO的平衡转化率等于乙的转化率，故b错误；
c．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c正确；
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：ac；
（4）①装置中原电池的正极和电解池的阴极可以得到保护；bc可以保护铁；
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；
点评：本题考查了热化学方程式和盖斯定律计算应用，平衡常数计算应用，化学平衡三段式列式计算方法，原电池原理的分析判断，题目难度中等．
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