将氧化铁还原为铁的技术在人类文明的进步中占有十分重要的地位．炼铁高炉中发生的关键反应如下:C(s)+O2(g)═CO2(g)△H═-393.5kJ/molCO2△H═+172.46kJ/molFe2O3+CO→Fe+CO2若已知:4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H═-648.42kJ/mol根据上面三个热化学方程式.回答下列问� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

14．将氧化铁还原为铁的技术在人类文明的进步中占有十分重要的地位．炼铁高炉中发生的关键反应如下：
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H═-393.5kJ/mol
CO₂（g）+C（s）═2CO（g）△H═+172.46kJ/mol
Fe₂O₃+CO→Fe+CO₂
若已知：4Fe（s）+3O₂（g）═2Fe₂O₃（s）△H═-648.42kJ/mol
根据上面三个热化学方程式，回答下列问题：
①高炉内Fe₂O₃被CO还原为Fe的热化学方程式为Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-524.74kJ•mol^-1．
②炼制含铁96%的生铁时，实际生产中所需焦炭远高于理论用量，其原因是焦炭没有被充分利用．

分析 ①①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
②CO₂（g）+C（s）═2CO（g）△H=172.46kJ•mol^-1
③2Fe（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═Fe₂O₃（s）△H=-824.21kJ•mol^-1
则根据盖斯定律①×$\frac{3}{2}$-②×$\frac{3}{2}$+③进行分析计算；
②用焦炭炼铁的过程中，有部分C生成二氧化碳，没有参与还原氧化铁的反应．

解答解：①由①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
②CO₂（g）+C（s）═2CO（g）△H=172.46kJ•mol^-1
③2Fe（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═Fe₂O₃（s）△H=-324.21kJ•mol^-1
则根据盖斯定律①×$\frac{3}{2}$-②×$\frac{3}{2}$+③得Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-393.5×$\frac{3}{2}$-172.46×$\frac{3}{2}$+324.2=-524.74kJ•mol^-1，
故答案为：Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-524.74kJ•mol^-1；
②用焦炭炼铁的过程中，有部分C生成二氧化碳，没有参与还原氧化铁的反应，也就是焦炭没有被充分利用，故答案为：焦炭没有被充分利用．

点评本题考查盖斯定律的应用以及化学反应与工业生产，正确应用盖斯定律是解本题关键，题目难度不大．

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5．钒的化合物常用于制作催化剂和新型电池．回答下列问题：
（1）金属钒可由铝热反应制得．已知25℃、101kPa时，
4A1（s）+3O₂（g）=2Al₂O₃ （s）△H₁=a kJ•mol^-1
4V（s）+5O₂（g）=2V₂O₅（s）△H₂=b kJ•mol^-1
则用铝热反应冶炼金属V（s）的热化学方程式为10Al（s）+3V₂O₅（s）═5Al₂O₃（s）+6V（s）△H=（2.5a-l.5b）kJ•mol^-1．
（2）V₂O₅为橙黄至砖红色固体，无味、有毒，微溶于水，是许多有机和无机反应的催化剂．图1表示的是25℃时，部分含钒微粒的存在形式、浓度和存在的pH范围（其余可溶性微粒均未标出），图中“[V]”表示含钒微粒的浓度，虚线表示[V]或pH的范围尚未准确确定．

①V₂O₅溶于足量2mol•L^-1NaOH溶液中，发生反应的离子方程式为V₂O₅+6OH^-═2VO₄^3-+3H₂O，向反应后的溶液中，滴加硫酸溶液至过量（pH＜1）的过程中，开始溶液保持澄淸，滴加一段时间后，观察到有橙黄色沉淀产生，继续滴加硫酸溶液，沉淀又消失．则沉淀消失过程中发生反应的化学方程式为V₂O₅+H₂SO₄═（VO₂）₂SO₄+H₂O．
②上述滴加硫酸溶液的过程中，先后发生如图2的反应：
则“X所示区域溶液中的离子”不可能是b（填序号）；
a．V₃O₉^3-b．V₄O₁₀^3- c．V₄O₁₂^4-
（3）V₂O₅是反应2SO₂+O₂?2SO₃的催化剂．其他条件不变，加入V₂O₅后，该反应的速率加快的原因
是加入V₂O₅后，反应路径发生改变，反应的活化能降低，反应速率加快；恒温恒压下，加人V₂O₅，该反应的平衡常数不变（填“增大”、“减小”或“不变”）；
（4）图3所示为可充电的全钒液流电池构造示意图，该电池中的隔膜只允许H⁺通过．电池放电时，负极区溶液的pH将增大（填“增大”、“减小”或“不变”），电池充电时，阳极的电极反应式为VO²⁺-e^-+H₂O═VO₂⁺+2H⁺．

2．若阿伏加德罗常数的数值用N_A表示，下列说法正确的是（相对原子质量：H-1 D-2 He-4 N-14 O-16）（　　）

	A．	标准状况下，1.12L 氦气所含原子数为0.1N_A
	B．	22.4 LHCl溶于水，溶液中H⁺数为N_A
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	D．	10g D₂O所含的中子数为4.5N_A

9．已知下列反应：Cu+X₂→CuX₂、2Cu+Y→Cu₂Y、2X^-+Z₂→2Z^-+X₂，X₂、Y、Z₂为三种元素的单质，在Cu₂Y中，Y为-2价．下列关于X、Y、Z三种元素的最高价氧化物的水化物酸性由强到弱顺序正确的是（　　）

HXO₄＞H₂YO₄＞HZO₄

HZO₄＞HXO₄＞H₂YO₄

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4．

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