题目内容
5．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=-28.5kJ mol-1．
（2）冶炼铁反应的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{3}（C{O}_{2}）}{{c}^{3}（CO）}$，温度升高后，K值减小（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．
| Fe2O3 | CO | Fe | CO21 | |
| 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ac（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．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的
c．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2：3 d．增加Fe2O3可以提高CO的转化率
（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a～c装置中，能保护铁的是bc（填字母）．
②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是锌（填名称）．
分析 （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
由盖斯定律①-②×3得到Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）；
（2）K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，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，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
K=$\frac{（1+x）^{3}}{（1-x）^{3}}$=64，解得x=0.6，以此计算转化率；
②a．反应前后气体质量变化，体积不变，气体密度为变量；
b．反应前后气体体积相同，所以增加反应物的物质的量，等同于加压，平衡不移动；
c．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可知消耗一氧化碳为1.4mol，平衡物质的量为0.6mol；
d．固体量增加不影响化学平衡；
（4）①原电池中正极被保护，电解池中阴极被保护；
②保护铁，则让铁做原电池的正极，X为比铁活泼的金属．
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
由盖斯定律①-②×3得到Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=（+489.0kJmol-1）-（+172.5kJmol-1）×3=-28.5kJmol-1，
故答案为：-28.5；
（2）Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1，平衡常数K=$\frac{{c}^{3}（C{O}_{2}）}{{c}^{3}（CO）}$，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：$\frac{{c}^{3}（C{O}_{2}）}{{c}^{3}（CO）}$；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
K=$\frac{（1+x）^{3}}{（1-x）^{3}}$=64，解得x=0.6，转化率为$\frac{0.6}{1}$×100%=60%，
故答案为：60%；
②a．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．反应前后气体体积相同，所以增加反应物的物质的量，等同于加压，平衡不移动，平衡转化率相同，故错误；
c．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，故正确；
d．固体量增加不影响化学平衡，增加Fe2O3不能提高CO的转化率，故错误；
故答案为：ac；
（4）①a、铁做阳极，失去电子，故没有被保护；b、铁做阴极，被保护；c、铁做正极，被保护；故选bc；
②保护铁，则让铁做原电池的正极，X活动性比铁强，可以为锌，故答案为：锌．
点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握化学平衡三段法、转化率计算、电化学应用、盖斯定律应用为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，综合性较强，题目难度不大．
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案| A． | 标准状况下．22.4L水含有NA个水分子 | |
| B． | 1mol/LNa2C03溶液中含有Na+数目为2NA | |
| C． | 常温常压下，22.4L02中含有2NA个氧原子 | |
| D． | 169O2和O3的混合气体中含氧原子数目为NA |
| A． | 2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H1 | B． | C（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CO（g）△H2 | ||
| C． | HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H2O（ l ）△H3 | D． | C6H12O6（s）+6O2（g）=6CO2（g）+6H2O（ l ）△H4 |
在恒容密闭容器中存在下列平衡：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）．CO2（g）的平衡物质的量浓度 c（CO2）与温度 T 的关系如图所示．下列说法错误的是（ ）| A． | 反应 CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）的△H＞0 | |
| B． | 在 T2时，若反应处于状态 D，则有 v 正＜v 逆 | |
| C． | 平衡状态 A 与 C 相比，平衡状态 A 的 c（CO）小 | |
| D． | 若 T1、T2时的平衡常数分别为 K1、K2，则 K1＜K2 |
| A． | 2.4 g金属镁变为镁离子时失去的电子数为0.1NA | |
| B． | 1 mol HCl气体中的粒子数与0.5 mol/L盐酸中溶质粒子数相等 | |
| C． | 在标准状况下，22.4 L CH4与18 g H2O所含有电子数均为10NA | |
| D． | CO和N2为等电子体，22.4 L的CO气体与1 mol N2所含的电子数相等 |
| A． | 冰毒 | B． | 盘尼西林 | C． | 海洛因 | D． | 吗啡 |
| A． | 在16g18O2中含有NA个氧原子 | |
| B． | 标准状况下，22.4L空气含有NA个单质分子 | |
| C． | 1 mol•L-1的NaClO 溶液中含有ClO-的数目少于NA个 | |
| D． | 12gMg在空气中完全燃烧生成MgO和Mg3N2，转移的电子数为NA |
盐酸和氢氧化钠是工业上重要的化工原料，也是实验室里常见的试剂．