铁及其化合物在生产、生活中有广泛应用。请回答下列问题:
(1)水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是:3Fe2++2S2O32-+O2+xOH-→Fe3O4↓+S4O32-+2H2O
①上述离子方程式中x=________;
②每生成1 mol Fe3O4,反应转移的电子为________mol;
(2)某高效净水剂可由Fe(OH)SO4聚合得到。工业上以FeSO4、NaNO2和稀硫酸为原料来制备Fe(OH)SO4,反应中有NO生成,化学方程式为 。
高炉炼铁过程中发生的主要反应为:
Fe2O3(s)+ CO(g)
Fe(s)+CO2(g)+Q
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
| 温度/℃ | 1000 | 1115 | 1300 |
| 平衡常数 | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
(3)该反应的平衡常数表达式K=_ ;Q 0(填“>”、“<”或“=”);
(4)欲提高上述反应中CO的平衡转化率,可采取的措施是 ;
A.提高反应温度 B.移出部分CO2
C.加入合适的催化剂 D.减小容器的容积
(5)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,此时v正 v逆(填“等于”、“大于”或“小于”)。经过l0 min,在1000℃达到平衡,则该时间范围内反应的平均反应速率v (CO2)= 。
一定温度下,在2L密闭容器中NO2和O2可发生下列反应: 4NO2(g)+O2(g)
2N2O5(g)+5286 kJ已知体系中n(NO2)随时间变化如下表:
| t(s) | 0 | 500 | 1000 | 1500 |
| n(NO2)(mol) | 20 | 13.96 | 10.08 | 10.08 |
(1)能说明该反应已达到平衡状态的是 。
A.v(NO2)=4v(O2) B.容器内压强保持不变
C.v逆(N2O5)=2v正(O2) D.容器内密度保持不变
(2)反应达到平衡后,NO2的转化率为 ,此 时若再通入一定量氮气,则NO2的转化率将 (填“增大”、“减小”、“不变”)。
(3)图中能表示N2O5的浓度变化的曲线是 ,用O2表示从0~500s内该反应的平均速率v= 。
(4)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正应方向移动的是 。
A.及时分离出NO2气体 B.适当升高温度
C.增大O2的浓度 D.选择高效催化剂
铁是最常见的金属之一,铁可以形成多种氧化物、氢氧化物和盐类。铁与二氧化碳、水在某一密闭体系中反应情况如下表所示:
| 化学反应 | 平衡 常数 | 温度 | |
| 973K | 1173K | ||
| ①Fe(s)+CO2(g) | K1 | 1.47 | 2.15 |
| ②Fe(s)+H2O(g) | K2 | 2.38 | 1.67 |
| ③CO(g)+ H2O(g) | K3 | ? | ? |
(1)反应①是 (选填“吸热”,“放热”)反应。根据反应①与②可以推导出同温下K1、K2与K3之间的关系,则K3= (用K1、K2表示)。
(2)973K时,若反应③在一个容积为2L的反应容器内2min时达到平衡,有3mol电子发生转移,则在2min内v(CO2)= 。若压缩容器的容积为原来的一半,平衡将 移动(选填“向左”,“向右”,“不”),CO2的浓度将 (选填“增大”,“减小”,“不变”)。使该反应的平衡转化率及平衡常数都增大的措施有 。
(3)在FeCl3稀溶液中滴加KSCN溶液后呈红色,反应的离子方程式是 ;若在其中加入少量KCl固体,溶液的颜色________(选填“变深”,“变浅”,“不变”)。
(4)若先往FeCl3溶液中加入足量NaF溶液,再滴加KSCN溶液,则不呈红色,若再加入足够量FeCl3溶液.又会呈现红色。请对上述实验现象作出解释 。
煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。
已知:CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g)平衡常数随温度的变化如下表:
| 温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
| 平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
(1)在800℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有 (选填A、B、C、D、E);
| | n(CO) | n(H2O) | n(H2) | n(CO2) |
| A | 1 | 5 | 2 | 3 |
| B | 2 | 2 | 1 | 1 |
| C | 3 | 3 | 0 | 0 |
| D | 0.5 | 2 | 1 | 1 |
| E | 3 | 1 | 2 | 1 |
(3)已知在一定温度下,C(s)+CO2(g)
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2O(g)
则K、K1、K2之间的关系是: ;
(4)某温度下C(s)+CO2(g)
A.c(CO2)=c(CO) B.K不变 C.容器中的压强不变
D.v正(CO)=2v正(CO2) E.c(CO)保持不变 F.混合气体相对分子质量不变
(5)如图1所示,在甲、乙两容器中都充入1molC和1molCO2,并使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应C(s)+CO2(g)
CO2的转化率随时间变化的图像如图2所示,请在图2中画出乙容器中CO2的转化率随时间变化的图像。
图1 图2
在2L密闭容器内,800℃时反应:2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
| 时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| n(NO)(mol) | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K= 。已知:
(2)图中表示NO2的变化的曲线是 。用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v= 。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是 。
A.v(NO2)=2v(O2)
B.容器内压强保持不变
C.NO、O2、NO2的浓度之比为2:1:2
D.容器内密度保持不变
E.容器内气体的颜色不再变化
(4)缩小容器体积使压强增大,平衡向 反应方向移动(填“正”或“逆”),K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)
(1)已知工业上生产H2的过程中有如下反应: CO (g) + H2O (g)
CO2(g) + H2 (g)在一定条件下的密闭容器中,该反应达到化学平衡状态。请回答:
①恒容增大H2O (g)的物质的量,则CO的转化率 (填“增大”或“减小”)。
②若升高温度能使化学平衡向正反应方向移动,则正反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
③在某温度时,该反应10 min达到平衡,且有如下数据:
| 浓度 物质 | CO | H2O | CO2 | H2 |
| 起始浓度/(mol·L-1) | 2.0 | x | 0 | 0 |
| 平衡浓度/(mol·L-1) | 0.4 | 6.4 | 1.6 | 1.6 |
则上表中x=________________,该温度下平衡常数K的数值是____________。
(2)某化学实验小组的同学模仿工业上用离子交换膜法制烧碱的方法,设计出下图装置,通过电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阳极反应式为 。
②制得的氢氧化钾溶液从出口(填写“A”、“B”、“C”、“D”)_______导出。
③通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因 ____________________________________。