题目内容

1.根据要求回答下列问题:
一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业.
(1)高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法,相关反应的热化学方程式如下:
4CO(g)+Fe3O4(s)=4CO2(g)+3Fe(s)△H=a kJ•mol-1
CO(g)+3Fe2O3(s)=CO2(g)+2Fe3O4(s)△H=b kJ•mol-1
反应3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s)的△H=$\frac{(2a+b)}{3}$kJ•mol-1
(用含a、b 的代数式表示).
(2)电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到.
第一步:2CH3OH(g)?HCOOCH3(g)+2H2(g)△H>0
第二步:HCOOCH3(g)?CH3OH(g)+CO(g)△H>0
在工业生产中,为提高CO的产率,可采取的合理措施有升高温度,降低压强.

分析 (1)已知:①4CO(g)+Fe3O4(s)═4CO2(g)+3Fe(s)△H=a kJ•mol-1
②CO(g)+3Fe2O3(s)═CO2(g)+2Fe3O4(s)△H=b kJ•mol-1
依据盖斯定律$\frac{2×①+②}{3}$得到目标方程式;
(2)该反应是气体体积增大的吸热反应,依据化学平衡移动原理分析判断.

解答 解:(1)①4CO(g)+Fe3O4(s)═4CO2(g)+3Fe(s)△H=a kJ•mol-1
②CO(g)+3Fe2O3(s)═CO2(g)+2Fe3O4(s)△H=b kJ•mol-1
依据盖斯定律$\frac{2×①+②}{3}$得到反应热化学方程式为:3CO(g)+Fe2O3(s)═3CO2(g)+2Fe(s)的△H=$\frac{2a+b}{3}$KJ/mol,
故答案为:$\frac{2a+b}{3}$;
(2)第二步:HCOOCH3(g)?CH3OH(g)+CO(g)△H>0,反应是气体体积增大的吸热反应,依据平衡移动原理可知提高一氧化碳产率,应使平衡正向进行,升温,减压实现,
故答案为:升高温度,降低压强.

点评 本题考查了反应热的计算、盖斯定律的应用、影响化学平衡移动的因素,题目难度不大,侧重于基础知识的考查,注意把握盖斯定律的含义和应用方法.

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11.某化学研究小组探究无水三草酸合铁酸钾K3[Fe(C2O43]受热分解的产物,并对所得气体产物和固体产物进行验证,按下图装置进行实验(夹持仪器已略去).

(1)连接好装置后,加入药品前,应该进行的实验操作是检查装置的气密性(填操作名称).
(2)实验开始时缓缓通入氮气,过一段时间以后,加热反应管A和E,待反应完全后,停止加热,仍继续通氮气,直到反应管冷却.停止加热前是否需要先断开A、B的连接处和E、F的连接处?为什么?不需要,因为N2不断通入,B、F瓶溶液不会倒吸.
(3)实验中观察到B中澄清石灰水变浑浊,则说明气体产物中有CO2(写化学式).
能证明分解产物中有CO气体生成的实验现象是E中黑色固体变成红色,F中溶液变浑浊.
(4)该小组同学查阅资料后得知,固体产物中不存在+3价Fe元素,而盐类物质只有K2CO3
①验证固体产物中钾元素存在的方法是焰色反应,现象是透过蓝色的钴玻璃观察到紫色火焰.
②研究小组为探究铁元素的存在形式,取A中充分反应后所得固体于试管中,加入足量蒸馏水,过滤、洗涤、干燥得到黑色粉末,取4.4g黑色粉末溶于足量稀硝酸中,收集到标准状况下NO气体1.12L通过计算判断黑色粉末的成分为Fe和FeO(写化学式).写出黑色粉末溶于足量稀硝酸发生反应的离子方程式:3FeO+10H++NO3-=3Fe3++NO↑+5H2O、Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O.

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