题目内容
高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：
Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=a kJ?mol-1
（1）已知：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则a= kJ?mol-1．
（2）冶炼铁反应的平衡常数表达式K= ，温度升高后，K值 （填“增大”、“不变”或“减小”）．
（3）在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在 2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡．
①甲容器中CO的平衡转化率为 ．
②下列说法正确的是 （填字母）．
a．若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态
b．增加Fe2O3可以提高CO的转化率
c．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的平衡转化率
d．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2：3
（4）采取一定措施可防止钢铁腐蚀．下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液．
①在abc装置中能保护铁的是 （填字母）
②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是 （填名称）
（5）25℃时有关物质的溶度积如下：Ksp[Mg（OH）2]=5.61×10-12，Ksp[Fe（OH）3]=2.64×10-39
25℃时，向含有Mg2+，Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，c（Mg2+）：c（Fe3+）= ．
Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=a kJ?mol-1
（1）已知：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则a=
（2）冶炼铁反应的平衡常数表达式K=
（3）在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在 2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡．
| Fe2O3 | CO | Fe | CO2 | |
| 甲/mol | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| 乙/mol | 1.0 | 2.0 | 1.0 | 1.0 |
②下列说法正确的是
a．若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态
b．增加Fe2O3可以提高CO的转化率
c．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的平衡转化率
d．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2：3
（4）采取一定措施可防止钢铁腐蚀．下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液．
①在abc装置中能保护铁的是
②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是
（5）25℃时有关物质的溶度积如下：Ksp[Mg（OH）2]=5.61×10-12，Ksp[Fe（OH）3]=2.64×10-39
25℃时，向含有Mg2+，Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，c（Mg2+）：c（Fe3+）=
考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,金属的电化学腐蚀与防护,化学平衡常数的含义,化学平衡的计算
专题：化学平衡专题,电化学专题
分析：（1）依据热化学方程式和盖斯定律计算；
（2）Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1
依据平衡常数概念写出表达式，反应是放热反应，升温平衡逆向进行；
（3）①在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲中，加入物质反应达到平衡，依据平衡三段式列式计算结合转化率概念计算得到；
②Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1
a．反应前后气体质量变化，体积不变，若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态；
b．固体量增加不影响化学平衡，增加Fe2O3不能提高CO的转化率；
c．乙容器中一氧化碳增加，相当于增大压强，反应前后体积不变，甲容器中CO的平衡转化率等于乙的转化率；
d．依据平衡三段式计算平衡物质的量；计算甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比；
（4）①原电池的正极和电解池的阴极可以得到保护；
②装置为原电池，若用d装置保护铁，X极的电极材料应比铁活泼；
③根据溶度积常数计算．
（2）Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1
依据平衡常数概念写出表达式，反应是放热反应，升温平衡逆向进行；
（3）①在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲中，加入物质反应达到平衡，依据平衡三段式列式计算结合转化率概念计算得到；
②Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1
a．反应前后气体质量变化，体积不变，若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态；
b．固体量增加不影响化学平衡，增加Fe2O3不能提高CO的转化率；
c．乙容器中一氧化碳增加，相当于增大压强，反应前后体积不变，甲容器中CO的平衡转化率等于乙的转化率；
d．依据平衡三段式计算平衡物质的量；计算甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比；
（4）①原电池的正极和电解池的阴极可以得到保护；
②装置为原电池，若用d装置保护铁，X极的电极材料应比铁活泼；
③根据溶度积常数计算．
解答：
解：（1）：①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJmol-1
②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJmol-1
依据盖斯定律①-②×3得到
Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1
a=-28.5；
故答案为：-28.5；
（2）Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1
平衡常数K=
；反应是放热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小；
故答案为：
；减小；
（3）①在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲中，加入物质反应达到平衡，设消耗一氧化碳物质的量为x
Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）
起始量（mol） 1 1 1 1
变化量（mol） x x
平衡量（mol） 1-x 1+x
平衡常数K=
=
=64，计算得到x=0.6
转化率=60%；
故答案为：60%；
②Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1
a．反应前后气体质量变化，体积不变，若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态，故a正确；
b．固体量增加不影响化学平衡，增加Fe2O3不能提高CO的转化率，故b错误；
c．乙容器中一氧化碳增加，相当于增大压强，反应前后体积不变，甲容器中CO的平衡转化率等于乙的转化率，故c错误；
d．甲容器中平衡一氧化碳物质的量为0.4mol；乙容器中结合平衡常数计算得到消耗一氧化碳为1.4mol，平衡物质的量为0.6mol，甲和乙容器中CO的平衡浓度之比为0.4+0.6=2：3；故d正确；
故答案为：ad；
（4）①装置中原电池的正极和电解池的阴极可以得到保护；
故答案为：bc；
②装置为原电池，若用d装置保护铁，X极的电极材料应比铁活泼可以选择锌；
故答案为：锌；
③根据氢氧化镁和氢氧化铁的溶解平衡以及溶度积表达式，则当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，
c（Mg2+）=
=
═5.61mol/L，
c（Fe3+）=
=
=2.64×10-21mol/L，
所以 c（Mg2+）：c（Fe3+）=5.61：2：64×10-21=2.215×1021；
故答案为：2.215×1021．
②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJmol-1
依据盖斯定律①-②×3得到
Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1
a=-28.5；
故答案为：-28.5；
（2）Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1
平衡常数K=
| c3(CO2) |
| c3(CO) |
故答案为：
| c3(CO2) |
| c3(CO) |
（3）①在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲中，加入物质反应达到平衡，设消耗一氧化碳物质的量为x
Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）
起始量（mol） 1 1 1 1
变化量（mol） x x
平衡量（mol） 1-x 1+x
平衡常数K=
| c3(CO2) |
| c3(CO) |
| (1+x)3 |
| (1-x)3 |
转化率=60%；
故答案为：60%；
②Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1
a．反应前后气体质量变化，体积不变，若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态，故a正确；
b．固体量增加不影响化学平衡，增加Fe2O3不能提高CO的转化率，故b错误；
c．乙容器中一氧化碳增加，相当于增大压强，反应前后体积不变，甲容器中CO的平衡转化率等于乙的转化率，故c错误；
d．甲容器中平衡一氧化碳物质的量为0.4mol；乙容器中结合平衡常数计算得到消耗一氧化碳为1.4mol，平衡物质的量为0.6mol，甲和乙容器中CO的平衡浓度之比为0.4+0.6=2：3；故d正确；
故答案为：ad；
（4）①装置中原电池的正极和电解池的阴极可以得到保护；
故答案为：bc；
②装置为原电池，若用d装置保护铁，X极的电极材料应比铁活泼可以选择锌；
故答案为：锌；
③根据氢氧化镁和氢氧化铁的溶解平衡以及溶度积表达式，则当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，
c（Mg2+）=
| Ksp |
| c(OH-)2 |
| 5.61×10-12 |
| 10-12 |
c（Fe3+）=
| Ksp |
| c(OH-)3 |
| 2.64×10-39 |
| 10-18 |
所以 c（Mg2+）：c（Fe3+）=5.61：2：64×10-21=2.215×1021；
故答案为：2.215×1021．
点评：本题考查了热化学方程式和盖斯定律计算应用，平衡常数计算应用，化学平衡三段式列式计算方法，原电池原理的分析判断，溶度积常数的计算，题目难度中等．
练习册系列答案
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下列离子方程式正确的是（ ）
A、乙酸与碳酸钠溶液反应：2H++CO
| ||||
B、油脂在碱性溶液中水解： | ||||
C、苯酚钠溶液中通入二氧化碳：2C6H5O-+CO2+H2O→2C6H5OH+
| ||||
D、乙醛溶液与足量的银氨溶液共热CH3CHO+2[Ag（NH3）2]++2OH-
|
铅蓄电池反应原理为：Pb（s）+PbO2（s）+2H2SO4（aq）
2PbSO4（s）+2H2O（l），下列说法正确的是（ ）
| 放电 |
| 充电 |
| A、放电时，负极的电极反应式为：Pb-2e-═Pb2+ |
| B、放电时，正极得电子的物质是PbO2 |
| C、充电时，电解质溶液中硫酸浓度减小 |
| D、充电时，阴极的电极反应式为：PbSO4-2e-+2H2O═PbO2+4H++SO42- |
取质量为14.8g的Na2CO3和NaHCO3的固体混合物，与100mL 2.50mol?L-1的盐酸恰好完全反应不再放出气体．铅蓄电池的电池反应为：Pb（s）+PbO2（s）+2H2SO4（aq）
2PbSO4（s）+2H2O（l）；下列说法正确的是（ ）
| 充电 |
| 放电 |
| A、放电时覆盖Pb的电极为正极，发生还原反应 |
| B、放电时电解质溶液中的H+向正极移动 |
| C、充电时阳极的电极反应为：PbSO4（s）+2e-═Pb（s）+SO42-（aq） |
| D、充电是阳极附近电解质溶液的pH逐渐增大 |