题目内容
钢铁工业在我国国民经济中处于十分重要的位置，工业上采用高炉炼铁，常用赤铁矿、焦炭、空气与熔剂（石灰石）作原料．已知赤铁矿被还原剂还原是逐级进行的，还原时温度及CO、CO2平衡混合气中CO的体积分数的关系如图：（1）在温度低于570℃时，还原分两阶段完成，在温度高于570℃时，依次发生的还原反应是：
（2）为减少高炉炼铁时含CO的尾气排放，下列研究方向不可取的是
a．其他条件不变，增加高炉的高度
b．调节还原时的炉温
c．增加原料中焦炭与赤铁矿的比例
d．将生成的铁水及时移除
（3）已知下列反应数值：
①Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H1=-26.7kJ?mol-1
②3Fe2O3（s）+CO（g）=2Fe3O4（s）+CO2（g）△H2=-50.8kJ?mol-1
③Fe3O4（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO2（g）△H3=-36.5kJ?mol-1
④FeO（s）+CO（g）=Fe（s）+CO2（g）△H4，则反应④△H4=
（4）1100℃时，反应FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO2（g）的平衡常数K=0.4．现在一密闭容器中加入7.2g FeO，同时通入4.48L的CO（标准状况），将其升温1100℃，并维持温度不变，达平衡时，FeO的转化率为
（5）氢气将会成为21世纪最理想的能源，也是日下较完美的炼铁还原剂，现已部分使用于低碳钢的炼制中．用甲烷制氢是一种廉价的制氢方法．有关的热化学方程式如下：
CH4 （g）+0.5O2（g）?CO（g）+2H2（g）△H=-36kJ?mol-1…（a）
CH4 （g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H=+216kJ?mol-1…（b）
①为何多用反应（b）制氢气
②工业上将甲烷和水蒸气反应后的混合气体进行如下反应CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g），再在1000℃下，用过高压水蒸汽洗涤混合气体，再经过处理后即可直接作为合成氨的原料气．高温高压处理的理由是
考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡的调控作用
专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题
分析：（1）由图可知在温度低于570℃时，发生反应为3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2，Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2．在温度高于570℃时，发生的还原反应有3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2，Fe3O4+CO=3FeO+CO2，FeO+CO=Fe+CO2．根据铁元素的化合价判断发生反应的顺序；
（2）为减少高炉冶铁时，含CO的尾气排放，应是平衡向正反应移动，根据平衡移动分析；
（3）根据盖斯定律构造目标热化学方程式；
（4）令转化率的CO的物质的量为xmol，根据三段式用x表示出平衡时一氧化碳与二氧化碳的浓度，代入平衡常数计算x值，根据方程式可知转化的FeO的物质的量n（FeO）=n（CO），计算转化的FeO质量，最后利用转化率定义计算；
（5）①a不好控制氧气的量，易产生二氧化碳等杂质；
②依据化学反应速率和反应物的转化率，生成物的溶解性分析判断条件的选择．
（2）为减少高炉冶铁时，含CO的尾气排放，应是平衡向正反应移动，根据平衡移动分析；
（3）根据盖斯定律构造目标热化学方程式；
（4）令转化率的CO的物质的量为xmol，根据三段式用x表示出平衡时一氧化碳与二氧化碳的浓度，代入平衡常数计算x值，根据方程式可知转化的FeO的物质的量n（FeO）=n（CO），计算转化的FeO质量，最后利用转化率定义计算；
（5）①a不好控制氧气的量，易产生二氧化碳等杂质；
②依据化学反应速率和反应物的转化率，生成物的溶解性分析判断条件的选择．
解答：
解：（1）由图可知在温度低于570℃时，发生反应bcd，由铁元素的化合价降低可知，依次发生的还原反应有
3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2，Fe3O4+CO=3FeO+CO2，FeO+CO=Fe+CO2．故反应顺序为cdb．
故答案为：cdb；
（2）（a）其它条件不变，增加高炉的高度，不影响平衡移动，不能减小一氧化碳的排放，故a错误；
（b）反应为吸热反应，调节还原时的炉温，有利于平衡向正反应进行，降低一氧化碳的含量，故b正确；
（c）焦炭与赤铁矿是固体，增加原料中焦炭与赤铁矿的比例，不影响平衡移动，不能减小一氧化碳的排放，故c错误；
（d）生成的铁水为液态，将生成的铁水及时移出，不影响平衡移动，不能减小一氧化碳的排放，故d错误．
故选：acd；
（3）已知：①Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO 2（g）△H1=-26.7kJ?mol-1；
②3Fe2O3（s）+CO（g）=2Fe3O4（s）+CO2（g）△H2=-50.8kJ?mol-1；
③Fe3O4（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO2 （g）△H3=-36.5kJ?mol-1；
由盖斯定律可知，①×3-②-③×2得6FeO（s）+6CO（g）=6Fe（s）+6CO2（g）△H=3△H1-△H2-2△H1，
所以△H4=
△H=
（3△H1-△H2-2△H1）=
×[3×（-26.7kJ?mol-1）-（-50.8kJ?mol-1）-2×（-36.5kJ?mol-1）]=7.3kJ?mol-1．
故答案为：7.3．
（4）4.48LCO（已折合为标准状况）物质的量为
=0.2mol，令转化率的CO的物质的量为xmol，则：
FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO2（g），
开始（mol）：0.2 0
变化（mol）：x x
平衡（mol）：0.2-x x
一氧化碳的系数等于二氧化碳的系数，故可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，
所以
=0.4，解得x=
mol
由方程式可知，转化的FeO的物质的量n（FeO）=n（CO）=
mol，
所以FeO的转化率为
×100%=57.1%，故答案为：57.1%；
（5）①反应a中，氧气的量不好控制，易生成二氧化碳等杂质，故答案为：a不好控制氧气的量，易产生二氧化碳等杂质；
②CO（g）+H2O（g）?H2 （g）+CO2（g）△H＜0，再在1000℃下，用过高压水蒸气洗涤混合气体，再经过处理后即可直接作为合成氨的原料气．高压高温处理的理由是高温用利于提高反应速率，过高压水蒸气有利于平衡正向进行，提高一氧化碳转化率，生成的二氧化碳中等溶解性；
故答案为：高温有利于提高反应速率，过高压水蒸气条件下CO转化率增大，且二氧化碳在水中的溶解度也增大．
3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2，Fe3O4+CO=3FeO+CO2，FeO+CO=Fe+CO2．故反应顺序为cdb．
故答案为：cdb；
（2）（a）其它条件不变，增加高炉的高度，不影响平衡移动，不能减小一氧化碳的排放，故a错误；
（b）反应为吸热反应，调节还原时的炉温，有利于平衡向正反应进行，降低一氧化碳的含量，故b正确；
（c）焦炭与赤铁矿是固体，增加原料中焦炭与赤铁矿的比例，不影响平衡移动，不能减小一氧化碳的排放，故c错误；
（d）生成的铁水为液态，将生成的铁水及时移出，不影响平衡移动，不能减小一氧化碳的排放，故d错误．
故选：acd；
（3）已知：①Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO 2（g）△H1=-26.7kJ?mol-1；
②3Fe2O3（s）+CO（g）=2Fe3O4（s）+CO2（g）△H2=-50.8kJ?mol-1；
③Fe3O4（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO2 （g）△H3=-36.5kJ?mol-1；
由盖斯定律可知，①×3-②-③×2得6FeO（s）+6CO（g）=6Fe（s）+6CO2（g）△H=3△H1-△H2-2△H1，
所以△H4=
| 1 |
| 6 |
| 1 |
| 6 |
| 1 |
| 6 |
故答案为：7.3．
（4）4.48LCO（已折合为标准状况）物质的量为
| 4.48L |
| 22.4L/mol |
FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO2（g），
开始（mol）：0.2 0
变化（mol）：x x
平衡（mol）：0.2-x x
一氧化碳的系数等于二氧化碳的系数，故可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，
所以
| x |
| 0.2-x |
| 2 |
| 35 |
由方程式可知，转化的FeO的物质的量n（FeO）=n（CO）=
| 2 |
| 35 |
所以FeO的转化率为
| ||
| 7.2g |
（5）①反应a中，氧气的量不好控制，易生成二氧化碳等杂质，故答案为：a不好控制氧气的量，易产生二氧化碳等杂质；
②CO（g）+H2O（g）?H2 （g）+CO2（g）△H＜0，再在1000℃下，用过高压水蒸气洗涤混合气体，再经过处理后即可直接作为合成氨的原料气．高压高温处理的理由是高温用利于提高反应速率，过高压水蒸气有利于平衡正向进行，提高一氧化碳转化率，生成的二氧化碳中等溶解性；
故答案为：高温有利于提高反应速率，过高压水蒸气条件下CO转化率增大，且二氧化碳在水中的溶解度也增大．
点评：本题考查范围广、题目难度大，注意对图象的正确分析和三段式法在平衡计算中的应用．
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已知Ksp（AgCl）=1.8×10-10，Ksp（AgI）=1.0×10-16．下列关于不溶物之间转化的说法中错误的是（ ）
| A、Ksp（AgI）小于Ksp（AgCl）g，AgI不能转化为AgCl | ||||
| B、两种难溶物的Ksp相差越大，难溶物就越容易转化为更难溶的难溶物 | ||||
| C、AgI比AgCl更难溶于水，所以AgCl可以转化为AgI | ||||
D、常温下，AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI，则NaI的浓度必须不低于
|
下列离子方程式涉及的反应属于氧化还原反应的是（ ）
| A、Ba2++SO42-═BaSO4↓ |
| B、Fe+2H+═Fe2++H2↑ |
| C、Al2O3+6H+═2Al3++3H2O |
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