Question

【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） ΔH = a kJ mol－1

（1）已知： ①Fe2O3（s）+3C（石墨） = 2Fe（s）+3CO（g） ΔH1 = + 489.0 kJ mol－1

②C（石墨）+CO2（g） = 2CO（g） ΔH2 = + 172.5 kJ 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．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 （填字母）。

②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是 （填名称）。

Answer 1

【答案】（1）-28.5 （2） C3（CO2）/ C3（CO） 减小

（3）① 60 % ② ac（漏选得1分，错选不得分）

（4）① bc（漏选得1分，错选不得分）；② 锌

【解析】

试题分析：（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

由盖斯定律①-②×3得到Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1，故答案为：-28.5；-28.5 。（2）Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1，平衡常数K= C3（CO2）/ C3（CO） 反应是放热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小 。

（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

，计算得到x=0.6，转化率=60 % 。②a．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、反应前后气体体积相同，所以增加反应物的物质的量，等同于加压，平衡不移动，平衡转化率相同，故错误；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，故错误。故选 ac。（4）①a、铁做阳极，失去电子，故没有被保护；b、铁做阴极，被保护；c、铁做正极，被保护；故选bc。②保护铁，则让铁做原电池的正极，X活动性比铁强，可以为锌。