题目内容
I．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
（1）已知：①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1
②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2，则△H=______（用含△H1、△H2代数式表示）
（2）高炉炼铁反应的平衡常数表达式K=______．
（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______（填编号）．
A．若容器压强恒定，反应达到平衡状态B．若容器内气体密度恒定，反应达到平衡状态
C．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的D．增加Fe2O3就能提高CO的转化率
II．纳米MgO可用尿素与氯化镁合成．某小组研究该反应在温度为378～398K时的反应
时间、反应物配比等因素对其产率的影响．请完成以下实验设计表：
如图为温度对纳米MgO产率（曲线a）和粒径（曲线b）的影响，请归纳出温度对纳米MgO制备的影响（写出一条）：
______．
Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H
（1）已知：①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1
②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2，则△H=______（用含△H1、△H2代数式表示）
（2）高炉炼铁反应的平衡常数表达式K=______．
（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 | 1.5 | 1.0 | 1.0 |
②下列说法正确的是______（填编号）．
A．若容器压强恒定，反应达到平衡状态B．若容器内气体密度恒定，反应达到平衡状态
C．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的D．增加Fe2O3就能提高CO的转化率
II．纳米MgO可用尿素与氯化镁合成．某小组研究该反应在温度为378～398K时的反应
时间、反应物配比等因素对其产率的影响．请完成以下实验设计表：
| 编号 | 温度/K | 反应时间/h | 反应物物质的量配比 | 实验目的 |
| ① | 378 | 3 | 3：1 | 实验②和④探究______ 实验②和______探究反应时间对产率的影响 |
| ② | 378 | 4 | 4：1 | |
| ③ | 378 | 3 | ______ | |
| ④ | 398 | 4 | 4：1 |
______．
I．（1）①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1①
C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2②
由①-②×3，得到热化学方程式：Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=△H1-3△H2，
故答案为：△H1-3△H2；
（2）反应Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）的平衡常数K=
，故答案为：
；
（3）①令平衡时CO的物质的量变化为nmol，则：
Fe2O3（s）+3CO（g）?Fe（s）+3CO2（g）
开始（mol）：11 1 1
变化（mol）：nn n n
平衡（mol）：1-n 1-n n n
所以K=
=
=
=64，解得n=0.6，所以CO的平衡转化率为
×100%=60%，故答案为：60%；
②②A、该反应是反应前后气体体积没有变化的反应，容器中的压强不再发生变化，不能证明达到了平衡状态，故A错误；
B、该容器的体积保持不变，根据质量守恒定律知，反应前后混合气体的质量会变，所以容器内气体的密度会变，当容器中气体的密度不再发生变化时，能表明达到化学平衡状态，故B正确；
C、该反应是反应前后气体体积没有变化的反应，增加反应物气体的物质的量平衡不发生移动，转化率不变，故C错误；
D、氧化铁是固体，增加Fe2O3的量，不影响平衡移动，故D错误；
故选：B．
II．实验根据控制变量法进行对比试验，研究温度、反应时间、反应物配比对氧化镁产率的影响．
实验①和③，温度相同，反应时间相同，应研究反应物配比对氧化镁产率的影响，③中反应物配比应为4：1；
实验②和④，反应时间相同，反应物配比相同，温度不同，应是探究温度对产率的影响；
③中反应物配比应为4：1，实验②和③，温度相同、反应物配比相同，反应时间不同，探究反应时间对产率的影响．
故答案为：4：1；温度对产率的影响；③；
由图表中数据可知，在378K～398K，纳米MgO的粒径大小无明显变化，在383K较低温度下有利于形成较小的颗粒，纳米MgO产率随温度的升高而增大．
故答案为：在378K～398K，纳米MgO的粒径大小无明显变化，在383K较低温度下有利于形成较小的颗粒，纳米MgO产率随温度的升高而增大．
C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2②
由①-②×3，得到热化学方程式：Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=△H1-3△H2，
故答案为：△H1-3△H2；
（2）反应Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）的平衡常数K=
| c3(CO2) |
| c3(CO) |
| c3(CO2) |
| c3(CO) |
（3）①令平衡时CO的物质的量变化为nmol，则：
Fe2O3（s）+3CO（g）?Fe（s）+3CO2（g）
开始（mol）：11 1 1
变化（mol）：nn n n
平衡（mol）：1-n 1-n n n
所以K=
| c3(CO2) |
| c3(CO) |
| n3(CO2) |
| n3(CO) |
| n3 |
| (1-n)3 |
| 0.6mol |
| 1mol |
②②A、该反应是反应前后气体体积没有变化的反应，容器中的压强不再发生变化，不能证明达到了平衡状态，故A错误；
B、该容器的体积保持不变，根据质量守恒定律知，反应前后混合气体的质量会变，所以容器内气体的密度会变，当容器中气体的密度不再发生变化时，能表明达到化学平衡状态，故B正确；
C、该反应是反应前后气体体积没有变化的反应，增加反应物气体的物质的量平衡不发生移动，转化率不变，故C错误；
D、氧化铁是固体，增加Fe2O3的量，不影响平衡移动，故D错误；
故选：B．
II．实验根据控制变量法进行对比试验，研究温度、反应时间、反应物配比对氧化镁产率的影响．
实验①和③，温度相同，反应时间相同，应研究反应物配比对氧化镁产率的影响，③中反应物配比应为4：1；
实验②和④，反应时间相同，反应物配比相同，温度不同，应是探究温度对产率的影响；
③中反应物配比应为4：1，实验②和③，温度相同、反应物配比相同，反应时间不同，探究反应时间对产率的影响．
故答案为：4：1；温度对产率的影响；③；
由图表中数据可知，在378K～398K，纳米MgO的粒径大小无明显变化，在383K较低温度下有利于形成较小的颗粒，纳米MgO产率随温度的升高而增大．
故答案为：在378K～398K，纳米MgO的粒径大小无明显变化，在383K较低温度下有利于形成较小的颗粒，纳米MgO产率随温度的升高而增大．
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