题目内容

铁及其化合物在生产、生活中有广泛应用。请回答下列问题:
(1)水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是:3Fe2+2S2O32-+O2+xOH→Fe3O4↓+S4O32-+2H2O
①上述离子方程式中x=________;
②每生成1 mol Fe3O4,反应转移的电子为________mol;
(2)某高效净水剂可由Fe(OH)SO4聚合得到。工业上以FeSO4、NaNO2和稀硫酸为原料来制备Fe(OH)SO4,反应中有NO生成,化学方程式为       
高炉炼铁过程中发生的主要反应为:Fe2O3(s)+ CO(g)   Fe(s)+CO2(g)+Q
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:

温度/℃
1000
1115
1300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
 
(3)该反应的平衡常数表达式K=_             ;Q    0(填“>”、“<”或“=”);
(4)欲提高上述反应中CO的平衡转化率,可采取的措施是             
A.提高反应温度         B.移出部分CO2
C.加入合适的催化剂     D.减小容器的容积
(5)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,此时v             v(填“等于”、“大于”或“小于”)。经过l0 min,在1000℃达到平衡,则该时间范围内反应的平均反应速率v (CO2)=               

(1)4、4
(2)2FeSO4 + 2NaNO2 + H2SO4 =2Fe(OH) SO4 + Na2SO4 + 2NO↑
(3)     >
(4)B
(5)大于、  0.006 mol/(L·min)

解析试题分析:(1)①根据电荷守恒可知:X=4,②由方程式可得:每生成1 mol Fe3O4,反应转移的电子为4mol;
(2)工业上以FeSO4、NaNO2和稀硫酸为原料来制备Fe(OH)SO4的方程式为2FeSO4 + 2NaNO2 + H2SO4 =2Fe(OH) SO4 + Na2SO4 + 2NO↑。
(3)高炉炼铁过程中发生的主要反应的化学平衡常数为。由于升高温度K减小,说明升高温度化学平衡向逆反应方向移动,逆反应方向是吸热反应,所以正反应为放热反应,所以Q>0.
(4)A升高温度化学平衡向逆反应方向移动,CO的平衡转化率降低。错误。B移出部分CO2,即减小生成物的浓度,平衡向正反应方向移动,CO的平衡转化率提高。正确。C.加入合适的催化剂 ,对化学平衡无影响,因此CO的平衡转化率不变。错误。D.减小容器的容积即增大压强。由于该反应是反应前后气体体积相等的反应,所以改变压强化学平衡不移动,CO的平衡转化率不变。错误。故正确选项为B。
(5)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,因为C(CO) :C(CO2) =1<4.0,所以V>V。C(CO) (开始)=" 0.1mol/L," C(CO2)(开始) =0.1mol/L,假设在反应过程中ΔC(CO)=X,则平衡时C(CO) (平衡)=( 0.1-X) mol/L, C(CO2) (平衡)=( 0.1+X) mol/L,C(CO2) (平衡):C(CO) (平衡)= ( 0.1+X) mol/L:( 0.1-X) mol/L=4.0,解得X="0.06mol/L." 所以在该时间范围内反应的平均反应速率v (CO2)= 0.06mol/L÷10L=0.006mol/(L·min).
考点:考查离子方程式的配平、氧化还原反应中的电子转移、化学平衡常数的表达式、平衡状态的判断、外界条件对化学平衡的影响等知识。

练习册系列答案
相关题目

在某一容积为5 L的密闭容器内,加入 0.3 mol的CO和0.3 mol的H2O,在催化剂存在和800℃的条件下加热,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  ΔH>0,反应中CO2的浓度随时间变化情况如图:

(1)根据图上数据,反应开始至达到平衡时,CO的化学反应速率为v(CO)=          mol/(L·min)-1,该温度下的平衡常数K=            
(2)在体积不变的条件下,改变下列条件重新达到平衡时能使平衡常数K增大的有        (填字母)
A升高温度;B降低温度;C增大压强;D减小压强;E加入催化剂;G移出一氧化碳气体
(3)如要一开始加入0.1 mol的CO、0.1 mol的H2O、0.2 mol的CO2和0.2 mol的H2,在相同的条件下,反应达平衡时,c(CO)=                 mol/L。
(4)若保持温度和容器的体积不变,在(1)中上述平衡体系中,再充入0.3mol 的水蒸气,重新达到平衡后,CO的转化率        (填“升高”、“降低”还是“不变”),CO2的质量分数        (填“升高”、“降低”还是“不变”)。
(5)在催化剂存在和800℃的条件下,在某一时刻测得c(CO)=c(H2O)=0.09mol/L,c(CO2)=c(H2)=0.13mol/L,则此反应是否处于平衡状态        (填“是”或“否”),若没有处于平衡状态则该反应向        移动。(填“正方向”或“逆方向”)

煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。
已知:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)平衡常数随温度的变化如下表:

温度/℃
 
400
 
500
 
800
 
平衡常数K
 
9.94
 
9
 
1
 
试回答下列问题:
(1)在800℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有    (选填A、B、C、D、E);
 
 
n(CO)
 
n(H2O)
 
n(H2
 
n(CO2
 
A
 
1
 
5
 
2
 
3
 
B
 
2
 
2
 
1
 
1
 
C
 
3
 
3
 
0
 
0
 
D
 
0.5
 
2
 
1
 
1
 
E
 
3
 
1
 
2
 
1
 
(2)在1L密闭容器中通入10 molCO和10 mol水蒸气,在500℃下经过30s达到平衡,则30s内CO的平均反应速率为              
(3)已知在一定温度下,C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡常数K;K的表达式             
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) 平衡常数K1
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常数K2
则K、K1、K2之间的关系是:    
(4)某温度下C(s)+CO2(g)2CO(g)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。
A.c(CO2)=c(CO)            B.K不变                C.容器中的压强不变
D.v(CO)=2v(CO2)       E.c(CO)保持不变         F.混合气体相对分子质量不变
(5)如图1所示,在甲、乙两容器中都充入1molC和1molCO2,并使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应C(s)+CO2(g)2CO(g),并维持反应过程中温度不变。已知甲容器中
CO2的转化率随时间变化的图像如图2所示,请在图2中画出乙容器中CO2的转化率随时间变化的图像。

图1                                       图2

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