题目内容

Fe2O3+3CO
高温
2Fe+3CO2 是炼铁高炉中发生的一个可逆反应．早在19世纪的欧洲，炼铁工程师就发现在其他条件不变时，增加高炉的高度，高炉尾气中CO的比例竟然没有改变．关于这一事实，下列说法不合理的是（　　）
A、一定条件下，任何可逆反应的进程都有一定的限度，所以CO不可能完全转化
B、尾气中CO的比例不变，说明反应达到了这一条件下的化学平衡状态
C、尾气中CO的比例不变，是因为CO 的消耗速率与CO 生成速率相等
D、CO是气体，铁矿石（主要成分Fe2O3）是固体，CO 与铁矿石接触不充分
分析：A．可逆反应存在限度，反应物不能完全转化；
B．平衡时各组分的含量不变；
C．尾气中CO的比例不变，反应到达平衡状态；
D．增加高炉的高度，使CO与铁矿石充分接触，但尾气中CO的比例不变，说明不是CO与铁矿石接触不充分导致．
解答：解：A．可逆反应存在限度，CO不可能完全转化，故A正确；
B．平衡时各组分的含量不变，尾气中CO的比例不变，反应到达平衡状态，故B正确；
C．尾气中CO的比例不变，反应到达平衡状态，正、逆速率相等，故C正确；
D．增加高炉的高度，使CO与铁矿石充分接触，但尾气中CO的比例不变，说明不是CO与铁矿石接触不充分导致，可逆反应存在限度，反应物不能完全转化，故D错误；
故选D．
点评：本题考查化学平衡的影响因素、可逆反应的特征、平衡状态的特征与判断等，难度不大，注意对基础知识的理解掌握．
练习册系列答案
相关题目
欲测定某NaOH溶液的物质的量浓度，可用0.1000mol?L-1HCl标准溶液进行中和滴定（用酚酞作指示剂）．
请回答下列问题：
（1）若甲学生在实验过程中，记录滴定前滴定管内液面读数为1.10mL，滴定后液面如右图，则此时消耗标准溶液的体积为
23.70mL
23.70mL
；
（2）乙学生做了三组平行实验，数据记录如下：
实验序号 待测NaOH溶液的体积/mL 0.1000mol?L-1HCl溶液的体积/mL
滴定前刻度 滴定后刻度
1 25.00 0.00 26.11
2 25.00 1.56 31.30
3 25.00 0.22 26.31
选取上述合理数据，计算出待测NaOH溶液的物质的量浓度为
0.1092mol?L-1
0.1092mol?L-1
（小数点后保留四位）；
（3）下列哪些操作会使测定结果偏高
AC
AC
（填序号）．
A．锥形瓶用蒸馏水洗净后再用待测液润洗
B．酸式滴定管用蒸馏水洗净后再用标准液润洗
C．滴定前酸式滴定管尖端气泡未排除，滴定后气泡消失
D．滴定前读数正确，滴定后俯视滴定管读数
（4）盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义．有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定．现根据下列3个热化学反应方程式：
①Fe2O3（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO2（g）△H=-24.8kJ?mol-1
②3Fe2O3（s）+CO（g）═2Fe3O4（s）+CO2（g）△H=-47.2kJ?mol-1
③Fe3O4（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO2（g）△H=+640.5kJ?mol-1
写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：
CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO2（g）△H=-207.0KJ/mol；
CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO2（g）△H=-207.0KJ/mol；
．
Ⅰ．已知某反应A（g）+B（g）?C（g）+D（g），过程中的能量变化如图所示，回答下列问题．
（1）该反应是
吸热
吸热
反应（填“吸热”或“放热”），该反应的△H=
E1-E2
E1-E2
kJ?mol-1（用含E1、E2的代数式表示），1mol气体A和1mol气体B具有的总能量比1mol气体C和1mol气体D具有的总能量
一定低
一定低
（填“一定高”、“一定低”或“高低不一定”）．
（2）若在反应体系中加入催化剂使逆反应速率增大，则E1和E2的变化是：E1
减小
减小
，E2
减小
减小
，△H
不变
不变
（填“增大”、“减小”或“不变”）．
Ⅱ．已知下列热化学方程式
Fe2O3（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO2（g）△H1=-25kJ?mol-1①
3Fe2O3（s）+CO（g）═2Fe3O4（s）+CO2（g）△H2=-47kJ?mol-1     ②
Fe3O4（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO2（g）△H3=+19kJ?mol-1③
写出FeO（s）被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式
CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO2（g）△H=-11KJ/mol
CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO2（g）△H=-11KJ/mol
．
铁及其化合物在国民经济的发展中起着重要作用．

（1）已知：4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H=-1641.0kJ?mol-1
C（石墨）+1/2O2（g）=CO（g）△H=-110.5kJ?mol-1
则Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）的△H=
+489.0kJ/mol
+489.0kJ/mol
kJ?mol-1．
（2）铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀．某同学将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区（a）已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环（b），如图1所示．液滴边缘是
正极
正极
区（填“正极”或“负极”），其电极反应式为
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
．
（3）铁钛合金是一种常用的不锈钢材料，某同学在探究该合金的性质时，往含有TiO2+、Fe3+溶液中加入铁屑至溶液显紫色，该过程中发生的反应有：
①2TiO2+（无色）+Fe+4H+=2Ti3+（紫色）+Fe2++2H2O
②Ti3+（紫色）+Fe3++H2O=TiO2+（无色）+Fe2++2H+
③
2Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe3++Fe=3Fe2+
．
（4）①高铁酸钾（K2FeO4）是一种优良的水处理剂．
FeO
2-
4
在水溶液中的存在形态如图2所示，纵坐标表示各存在形态的分数分布．
下列说法不正确的是
AB
AB
．（填字母）
A．不论溶液酸碱性如何变化，铁元素都有4种存在形态
B．向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFe
O
-
4
的分布分数逐渐增大
C．向pH=6的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：HFe
O
-
4
+OH-═Fe
O
2-
4
+H2O
②K2FeO4溶于水会放出一种无色无味气体，其杀菌消毒、吸附水中的悬浮杂质的原理可用离子方程式表示为
4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑
4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑
．
（5）向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加入100mL 1mol?L-1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL（标准状况）气体，加入KSCN溶液不显红色．若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，可得铁
2.8
2.8
 g．

(共10分)
（1）在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol-1表示。请认真观察下图，然后回答问题。

①图中所示反应是        (填“吸热”或“放热”)反应，该反应      (填“需要”、“不需要”或“不一定”)加热，该反应的△H =            (用含E1、E2的代数式表示）。
②对于同一反应，图中虚线（Ⅱ）与实线（Ⅰ）相比，活化能大大降低，活化分子百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因是____________________________________。
（2）把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径Ⅰ　①C(s)＋O2(g) === CO2(g)　ΔH1<0
途径Ⅱ　先制水煤气：②C(s)＋H2O(g) === CO(g)＋H2(g)　ΔH2>0
再燃烧水煤气：
③2CO(g)＋O2(g) === 2CO2(g)　ΔH3<0          ④2H2(g)＋O2(g) === 2H2O(g)　ΔH4<0
请回答下列问题：
①判断两种途径放热：途径Ⅰ放出的热量________途径Ⅱ放出的热量(填“大于”、“等于”或“小于”)。
②ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系是_________________________________。
③由于制取水煤气的反应里，反应物具有的总能量________(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量，那么在化学反应时，反应物就需要________能量才能转化为生成物，因此其反应条件为________。
(3)已知：Fe2O3(s)＋3CO(g) === 2Fe(s)＋3CO2(g)   ΔH1＝－25 kJ·mol－1      ①
3Fe2O3(s)＋CO(g) === 2Fe3O4(s)＋CO2(g)  ΔH2＝－47 kJ·mol－1   ②
Fe3O4(s)＋CO(g) === 3FeO(s)＋CO2(g)   ΔH3＝＋19 kJ·mol－1     ③
请写出CO还原FeO的热化学方程式：______________________________________。

（4分）欲测定某NaOH溶液的物质的量浓度，可用0.1000mol·L-1HCl标准溶液进行中和滴定（用酚酞作指示剂）。

请回答下列问题：

（1）若甲学生在实验过程中，记录滴定前滴定管内液面读数为1.10mL，滴定后液面如图，则此时消耗标准溶液的体积为                       ；

（2）乙学生做了三组平行实验，数据记录如下：

实验序号

待测NaOH溶液的体积/mL

0.1000mol·L-1HCl溶液的体积/mL

滴定前刻度

滴定后刻度

1

25.00

0.00

26.11

2

25.00

1.56

31.30

3

25.00

0.22

26.31

选取上述合理数据，计算出待测NaOH溶液的物质的量浓度为                   （小数点后保留四位）；

（3）下列哪些操作会使测定结果偏高              （填序号）。

A．锥形瓶用蒸馏水洗净后再用待测液润洗

B．酸式滴定管用蒸馏水洗净后再用标准液润洗

C．滴定前酸式滴定管尖端气泡未排除，滴定后气泡消失

D．滴定前读数正确，滴定后俯视滴定管读数

（4）盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式：

① Fe2O3(s)+3CO(g)="=" 2Fe(s)+3CO2(g)       △H＝ ―24.8 kJ?mol-1

② 3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g)     △H＝ ―47.2 kJ?mol-1

③ Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g)         △H＝ +640.5 kJ?mol-1

写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：

__________________________________________________。

 

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