题目内容
【题目】铁是重要的金属元素,用途极广。
（1）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__________。
（2）已知：①Fe2O3(s)+3C(石墨) = 2Fe(s)+3CO(g) ΔH1 = + 489.0 kJ/mol
②C(石墨)+CO2(g) = 2CO(g) ΔH2 = + 172.5 kJ/mol
高炉炼铁过程中发生的主要反应为：
1/3Fe2O3(s)+ CO(g) 
2/3Fe(s)+CO2(g) ΔH = a kJ/mol，则a =_____kJ/mol。
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：
温度/℃ | 1000 | 1115 | 1300 |
平衡常数 | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
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正 ________v逆(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)= ______________。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
【答案】2FeSO4＋2NaNO2＋H2SO4=2Fe(OH)SO4＋2NO＋Na2SO4－9.5大于0.006mol/(L·min)B
【解析】
（1）此反应为氧化还原反应，反应物中既有氧化剂又有还原剂，依据化合价升降相等配平即可；
（2）依据热化学方程式计算，反应焓变；依据计算得到浓度商和该温度下平衡常数比较判断反应进行方向，依据平衡常数计算生成二氧化碳，结合反应速率概念计算二氧化碳的化学反应速率；欲提高上述反应中CO的平衡转化率，需要反应正向进行；
（1）FeSO4→Fe（OH）SO4 ，Fe由+2变为+3，故FeSO4为还原剂，NaNO2→NO，N由+3变为+2，故NaNO2为氧化剂，稀硫酸既不做氧化剂也不做还原剂．FeSO4→Fe（OH）SO4 和NaNO2→NO化合价升降相等，故FeSO4和NaNO2化学计量数相等，依据原子守恒配平可得：2FeSO4+2NaNO2+H2SO4=2Fe（OH）SO4+Na2SO4+2NO↑；
（2）①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ·mol－1
②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ·mol－1
依据盖斯定律①×1/3-②得到高炉炼铁过程中发生的主要反应为：1/3Fe2O3（s）+CO（g）
2/3 Fe（s）+CO2（g）△H=-9.5 kJ·mol－1，则a=-9.5kJ·mol－1；
在一个容积为：10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，浓度商Q=
=1＜K=4，说明反应正向进行，v正＞v逆；
设反应一氧化碳物质的量为x
1/3Fe2O3（s）+CO（g）2/3 Fe（s）+CO2（g）
起始量 （mol） 1 1
变化量（mol） x x
平衡量（mol） 1-x 1+x
(1+x)/(1-x)=4
x=0.6
经过l0min，在1000℃达到平衡，则该时间范围内反应的平均反应速率v（CO2）=
=0.006mol·L－1·min－1；
欲提高上述反应中CO的平衡转化率，应使平衡正向进行；
A．反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，一氧化碳转化率减小，故A不符合；
B．移出部分CO2 平衡正向移动，一氧化碳转化率增大，故B符合；
C．加入合适的催化剂，能改变反应速率不改变化学平衡，一氧化碳转化率不变，故C不符合；
D．由于反应前后气体体积不变，减小容器的容积增大压强，平衡不移动，一氧化碳转化率不变，故D不符合；
故选B．
