Question

【題目】一定條件下鐵可以和CO2發(fā)生反應(yīng)：Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)；△H>0

（1）一定溫度下，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體，反應(yīng)過程中CO2氣體和CO氣體的濃度與時間的關(guān)系如右圖所示，則8分鐘內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率v(CO)=______。

（2）寫出該反應(yīng)平衡常表達式：K=__________；下列措施中能使該反應(yīng)的平衡常數(shù)K增大的是____（填序號）。

A．升高溫度 B．增大壓強 C．充入CO D．再加入一些鐵粉

（3）反應(yīng)達到平衡后，若保持容器體積不變時，再通入少量的CO2，則CO2的轉(zhuǎn)化率將______ （填“增大”、“減小”、“不變”）。

（4）鐵的重要化合物在生產(chǎn)生活中應(yīng)用十分廣泛。

①高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型飲用水消毒劑。高鐵酸鈉生產(chǎn)方法之一是：強堿性溶液中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高鐵酸鈉、氯化鈉和另一種常見化合物，該反應(yīng)的離子方程式為____________。

②高鐵電池的總反應(yīng)為：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH

下列敘述錯誤的是____（填序號）。

A．放電時每轉(zhuǎn)移6mol電子，負極有2mol K2FeO4被還原

B．充電時陰極反應(yīng)為：Zn(OH)2 +2e-=Zn+ 2OH-

C．放電時正極反應(yīng)為：FeO42-+ 3e-+ 4H2O= Fe(OH)3+ 5OH-

D．充電時陽極附近溶液的堿性減弱

（5）已知：2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) △H=-566 kJ/mol

2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g)；△H=-483.6 kJ/mol

寫出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的熱化學(xué)方程式：____________。

Answer 1

【答案】 0.075mol/(L·min) K=c(CO)/c(CO2) A 不變 2Fe(OH)3+3ClO- +4OH- =2FeO42-+3Cl-+5H2O A CO (g) +H2O(g)=CO2 (g) +H2 (g) △H=-41.2kJ/mol

【解析】（1）如圖，8min內(nèi)，c(CO)=0.60mol/L，則CO的平均反應(yīng)速率v(CO)=c(CO)÷t(CO)=0.60mol/L÷8min=0.075mol/(L·min)。

（2）在一定溫度下，可逆反應(yīng)都達到平衡，各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積與各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積的比值是個常數(shù)，用K表示，這個常數(shù)叫化學(xué)平衡常數(shù)，再結(jié)合該反應(yīng)化學(xué)方程式，平衡常表達式K=c(CO)/c(CO2)；化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，由已知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故升高溫度平衡常數(shù)K增大，只有A選項符合題意。

（3）該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，反應(yīng)達到平衡后，若保持容器體積不變時，再通入少量的CO2，達到的平衡與原平衡等效，則CO2的轉(zhuǎn)化率不變。

（4）①強堿性溶液中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高鐵酸鈉、氯化鈉和另一種常見化合物，根據(jù)原子守恒和得失電子守恒可知另一種常見化合物含有氫元素，應(yīng)為水，根據(jù)電荷守恒，離子方程式為2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。②A項，高鐵電池放電時，鋅元素的化合價升高，鐵元素化合價降低(由+6降為+3)，K2FeO4在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，每轉(zhuǎn)移6mol電子，在正極上有2molK2FeO4被還原，故A錯誤；B項，充電時陰極Zn(OH)2發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電解質(zhì)溶液為堿性，電極反應(yīng)為：Zn(OH)2+2e-=Zn+2OH-，故B正確；C項，放電時正極發(fā)生K2FeO4得電子的還原反應(yīng)，電解質(zhì)溶液為堿性，電極反應(yīng)為：FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-，故C正確；D項，充電時陽極發(fā)生Fe(OH)3失電子的氧化反應(yīng)，即Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O，消耗氫氧根離子，所以充電時陽極附近溶液的堿性減弱，故D正確。

（5）設(shè)已知中兩個反應(yīng)分別為：①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ/mol、②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律①-②得：2CO(g)+2H2O(g)=2CO2(g)+2H2(g)△H=-82.4kJ/mol，所以CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ/mol。