题目内容
【题目】铁在生产生活中应用最广泛，炼铁技术和含铁新材料的应用倍受关注。
(1)高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应有:
反应 | △H(kJ/mol) | K |
i. Fe2O3(s)+3C(s) | +489 | K1 |
ii. Fe2O3(s)+3CO(g) | X | K2 |
iii. C(s)+CO2(g) | +172 | K3 |
试计算，X=_____，K1、K2与K3之间的关系为K1=__________。
(2)T1℃时,向某恒温密闭容器中加入一定量的Fe2O3和C，发生反应i，反应达到平衡后，在t1时刻,改变某条件,V(逆)随时间(t)的变化关系如图1所示，则t1时刻改变的条件可能是_____(填写字母)。
a.保持温度不变,压缩容器 b.保持体积不变，升高温度
c.保持体积不变,加少量碳粉 d.保持体积不变,增大CO浓度
(3)在一定温度下，向某体积可变的恒压密闭容器(p总)加入1molCO2 与足量的碳，发生反应ⅲ，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图2 所示。
①650℃时,该反应达平衡后吸收的热量是_________。
②T℃时,若向平衡体系中再充入一定量按V(CO2):V(CO) =5:4的混合气体，平衡_____(填“ 正向”、“ 逆向”或“ 不” )移动。
③925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp为_____。[气体分压(p分)=气体总压(p总) ×体积分数，用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数，记作Kp]
(4)用原电池原理可以除去酸性废水中的三氯乙烯、AsO3-，其原理如下图所示( 导电壳内部为纳米零价铁)。
在除污过程中，纳米零价铁中的Fe为原电池的______极 (填“正"或“负”)，写出C2HCl3在其表面被还原为乙烷的电极反应式为_____________。
【答案】-27 K2K33 ad 43kJ 正向 23.04P总 负 C2HCl3 +5H++8e-=C2H6 +3Cl-
【解析】
已知：i. Fe2O3(s)+3C(s)
2Fe(s)+3CO(g) △H=+489 kJ/mol；K1=c3(CO)；iii. C(s)+CO2(g) 2CO(g) △H=+172 kJ/mol，K3= c2(CO)/C(CO2)所以i- iii
3得：Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H=+489-1723=-27 kJ/mol;K2= c3(CO2)/ c3(CO)，K2. K33=[c3(CO2)/ c3(CO)] [c2(CO)/C(CO2)]3= c3(CO)=K1。答案： -27 K2K33
由 Fe2O3(s)+3C(s) 2Fe(s)+3CO(g) △H=+489 kJ/mol和图1逆反应速率迅速增大。逆反应速率a.保持温度不变,压缩容器,相当于增大CO的浓度，所以逆反应迅速增大，所以a符合题意；b.保持体积不变，升高温度平衡正向移动，正逆反应速率都增大，化学平衡常数变大，所以b不符合题意；c.保持体积不变,加少量碳粉，因为碳粉是固体，改变用量不会影响化学平衡移动，所以c不符合题意；d.保持体积不变,增大CO浓度，增加生成物浓度，正逆反应速率都增大，但逆反应速率增加的速率更快，因温度没变，化学平衡常数不变，所以d符合题意；答案：.ad。
(3) ①由图2所知，650℃时反应达平衡后CO的体积分数为40
，根据化学平衡三段式由：
C(s)+CO2(g) 2CO(g) △H=+172 kJ/mol
起始量 (mol) 1 0
变化量（mol） x 2x
平衡量（mol） 1-x 2x
则 [2x/(1-x+2x)]100=40,x=0.25mol；根据热化学反应方程式知该反应达到平衡时吸收的热量为0.25mol172 kJ/mol=43kJ。答案：43kJ。
②T℃时,若向平衡体系中再充入一定量按V(CO2):V(CO) =5:4的混合气体，因原平衡时V(CO2):V(CO) =1:1，如按V(CO2):V(CO) =5:4相当于增加了c(CO2)浓度，化学平衡正向移动。答案：正向。
③925℃时,CO的体积分数为96，则CO2的体积分数为4，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=（96P总）2/(4P总)=23.04P总。答案：23.04P总
（4）由图3知纳米零价铁中Fe失电子做负极，C2HCl3在其表面被还原为乙烷，根据电荷守恒和电子守恒，该电极反应式为C2
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