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)。
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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。
恒温恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示[已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1]:
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请回答下列问题:
(1)写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:__________________。
(2)ΔH2=____________。
(3)恒温恒容时,1 mol SO2和2 mol O2充分反应,放出热量的数值比|ΔH2|________(填“大”、“小”或“相等”)。
(4)将Ⅲ中的混合气体通入足量的NaOH溶液中消耗NaOH的物质的量为________,若溶液中发生了氧化还原反应,则该过程的离子方程式为____________。
(5)恒容条件下,下列措施中能使2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)中
增大的有________。
A.升高温度
B.充入He气
C.再充入1 mol SO2(g)和1 mol O2(g)
D.使用催化剂
(6)某SO2(g)和O2(g)体系,时间t1达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率v与时间t的关系如图2所示,若不改变SO2(g)和O2(g)的量,则图中t4时引起平衡移动的条件可能是__________;图中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是____________。
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(7)各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示:
| t1~t2 | t3~t4 | t5~t6 | t6~t7 |
| K1 | K2 | K3 | K4 |
K1、K2、K3、K4之间的关系为________________。