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【题目】(1)反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH1,平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) ΔH2,平衡常数为K2;在不同温度时K1、K2的值如下表:

700 ℃

900 ℃

K1

1.47

2.15

K2

2.38

1.67

①反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH的平衡常数为K,则ΔH=________(用ΔH1和ΔH2表示),K=________(用K1和K2表示),且由上述计算可知,反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)是_____________________反应(填“吸热”或“放热”)。

②能判断CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)达到化学平衡状态的依据是_______(填字母)。

A.容器中压强不变   B.混合气体中c(CO)不变

C.v正(H2)=v逆(H2O) D.c(CO)=c(CO2)

(2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH>0,CO2的浓度与时间的关系如图所示。

①该条件下反应的平衡常数为______;若铁粉足量,CO2的起始浓度为2.0 mol·L-1,则平衡时CO2的浓度为______mol·L-1。

②下列措施中能使平衡时增大的是________(填字母)。

A.升高温度 B.增大压强

C.充入一定量的CO2 D.再加入一定量铁粉

【答案】ΔH1-ΔH2 吸热 BC 2.0  0.67(或2/3) A

【解析】

(1)①根据盖斯定律,①-②得:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=ΔH1-ΔH2;反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数K1=c(CO)/c(CO2),反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常数K2=c(H2)/c(H2O),则反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数K=c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2)=;根据表中数据可知随温度的升高,K1增大,K2减小,所以K值随温度升高而增大,因此反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)是吸热反应。②A项,该反应过程中压强为恒量,压强不变不一定平衡,故A错误;B项,混合气体中c(CO)不变,一定达到平衡状态,故B正确;C项,v正(H2)=v逆(H2O)= v逆(H2),则为平衡状态,故C正确;D项,c(CO)=c(CO2)不能说明v正=v逆,不能说明其浓度不再发生变化,不一定平衡,故D错误。

(2)由图中曲线可得,平衡时二氧化碳的浓度为0.5 mol·L-1,消耗二氧化碳的浓度为1 mol·L-1,根据化学方程式,达到平衡时,c(CO)=1 mol·L-1,该条件下反应的平衡常数K=c(CO)/c(CO2)=(1 mol·L-1)/(0.5 mol·L-1)=2.0;若铁粉足量,CO2的起始浓度为2.0 mol·L-1,列三段式如下:

因为温度没变,所以K=2,则x∶(2-x)=2,解得x=4/3;所以平衡时CO2的浓度为(2-4/3) mol·L-1=2/3 mol·L-1。

②A项,正反应吸热,升高温度,平衡正向移动,则增大,故A正确;B项,反应前后体积不变,增大压强平衡不移动,不变;故B错误;C项,再充入一定量的CO2,由于平衡常数不变,则不变,故C错误;D项,再加入一定量铁粉,平衡不移动,不变,故D错误。综上所述,符合题意的选项为A。

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Ⅰ.定性探究

选用下列试剂设计实验方案,完成下表内容。

试剂:酸性KMnO4 溶液、H2O2 溶液、KSCN 溶液

操作

现象

结论与解释

(1)取少量草酸亚铁晶体于试管中,加入2mL 水,振荡后静 置

有淡黄色沉淀,上层清液无色

___________________________

(2)继续加入2mL稀硫酸,振荡

固体溶解,溶液变为浅绿色

草酸亚铁溶于硫酸,硫酸酸性____草酸(填“强于”、“弱于”或“等于”)

(3)向步骤(2)所得溶液中滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液

___________

含有Fe2+

(4)________________________________

___________

H2C2O4 或C2O42-具有还原性

Ⅱ.定量探究:滴定实验测x 的值

(5)滴定前,下列操作的正确顺序是c→ _________ →d(填字母序号)。

a.排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面 b.盛装0.1000 mol·L-1 的酸性KMnO4 溶液

c.查漏、清洗 d.初始读数、记录为0.50 mL

e.用0.1000 mol·L-1 的酸性KMnO4 溶液润洗

(6)称取 m 克样品,加入适量稀硫酸溶解,用步骤(5)准备的标准KMnO4 溶液直接滴定,溶解时最适合的玻璃仪器是_______________ ,滴定反应的氧化产物是________________。

(7)终点读数为20.50mL。结合上述实验数据求得x=____________(用含m 的代数式表示,FeC2O4 的相对分子质量为144)。

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