题目内容


Ⅰ.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) ΔH

(1)已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)===2Fe(s)+3CO(g) ΔH1

C(石墨)+CO2(g)===2CO(g) ΔH2

则ΔH=________(用含ΔH1、ΔH2代数式表示)

(2)高炉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2 L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

1.5

1.0

1.0

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.若容器压强恒定,反应达到平衡状态

B.若容器内气体密度恒定,反应达到平衡状态

C.甲容器中CO的平衡转化率大于乙的

D.增加Fe2O3就能提高CO的转化率

Ⅱ.纳米MgO可用尿素与氯化镁合成。某小组研究该反应在温度在378~398 K时的反应时间、反应物配比等因素对其产率的影响。请完成以下实验设计表:

编号

温度/K

反应

时间/h

反应物物质

的量配比

实验目的

①

378

3

3∶1

实验②和④探究______________

实验②和______探究反应时间对产率的影响

②

378

4

4∶1

③

378

3

④

398

4

4∶1

下图为温度对纳米MgO产率(曲线a)和粒径(曲线b)的影响,请归纳出温度对纳米MgO制备的影响:__________________(写出一条)。


答案 Ⅰ.(1)ΔH1-3ΔH2

(2) (3)①60% ②B

Ⅱ.4∶1 温度对产率的影响 ③

在378~398 K,生成的纳米MgO的粒径大小无明显变化 (或:在378 K~398 K,随温度的升高,产率增大;383 K较低温度下有利于形成较小的颗粒)

解析 Ⅰ.(3)①在T ℃时,该反应的平衡常数K=64,在2 L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)   1.0  1.0  1.0  1.0

变化量(mol)  x  x

平衡量(mol)  1.0-x  1.0+x

K===64,

解得x=0.6 mol,转化率=0.6/1.0×100%=60%。

②A项,反应前后气体体积不变,故压强也不变,不能判断平衡状态;B项,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;C项,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项,固体量增加不影响化学平衡,增加Fe2O3不能提高CO的转化率;应选B。


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