高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法,發(fā)生的主要反應(yīng)為:
Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH =" a" kJ mol-1
(1)已知: ①Fe2O3(s)+3C(石墨) = 2Fe(s)+3CO(g) ΔH1 =" +" 489.0 kJ mol-1
②C(石墨)+CO2(g) = 2CO(g) ΔH2 =" +" 172.5 kJ mol-1
則a = kJ mol-1。
(2)冶煉鐵反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K = ,溫度升高后,K值 (填“增大”、“不變”或“減小”)。
(3)在T℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64,在2L恒容密閉容器甲和乙中,分別按下表所示加入物質(zhì),反應(yīng)經(jīng)過一段時間后達到平衡。
| Fe2O3 | CO | Fe | CO2 |
甲/mol | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
乙/mol | 1.0 | 2.0 | 1.0 | 1.0 |
(1)a=" -28.5" kJ mol-1 (2分)
(2)K = (1分) 減小 (1分)
(3)①60 % (2分) ②ac (2分)
(4)①bc (2分) ②鋅 (答案合理即給分) (2分)
解析試題分析:(1)根據(jù)蓋斯定律,a=?H1-3?H2=" -28.5" kJ mol-1
(2)因為只有CO、CO2為氣體,所以(2)K =
因為該反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以溫度升高后,平衡逆向移動,K值減小。
(3)①設(shè)甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率為a,根據(jù)三段式進行計算
Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)
起始濃度(mol?L?1) 0.5 0.5
轉(zhuǎn)化濃度(mol?L?1) 0.5a 0.5a
平衡濃度(mol?L?1) 0.5-0.5a 0.5+0.5a
K=(0.5+0.5a)3 ÷( 0.5-0.5a)3=64,可得a=60%
② a、反應(yīng)前后氣體質(zhì)量變化,體積不變,若容器內(nèi)氣體密度恒定時,標(biāo)志反應(yīng)達到平衡狀態(tài),正確;b、乙容器中一氧化碳增加,相當(dāng)于增大壓強,反應(yīng)前后體積不變,甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率等于乙的轉(zhuǎn)化率,錯誤;c、甲容器中平衡一氧化碳物質(zhì)的量為0.4mol;乙容器中結(jié)合平衡常數(shù)計算得到消耗一氧化碳為1.4mol,平衡物質(zhì)的量為0.6mol,甲和乙容器中CO的平衡濃度之比為0.4+0.6=2:3,正確;d、固體量增加不影響化學(xué)平衡,增加Fe2O3不能提高CO的轉(zhuǎn)化率,錯誤。
(4)①裝置中原電池的正極和電解池的陰極可以得到保護,bc可以保護鐵,故答案為:bc。
②裝置為原電池,若用d裝置保護鐵,X極的電極材料應(yīng)比鐵活潑可以選擇鋅。
考點:本題考查熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算應(yīng)用、平衡常數(shù)計算應(yīng)用、化學(xué)平衡三段式列式計算方法、原電池原理的分析判斷。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
在10 L的密閉容器中,進行如下化學(xué)反應(yīng):CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表:
t/℃ | 700 | 800 | 830 | 1 000 | 1 200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
固定和利用CO2能有效地利用資源,并減少空氣中的溫室氣體。工業(yè)上有一種用CO來生產(chǎn)甲醇燃料的方法: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H = -49.0 kJ·mol-1,
某科學(xué)實驗將6molCO2和8molH2充入2L的密閉容器中,測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如下圖所示(實線)。
(1)a點正反應(yīng)速率_______(填大于、等于或小于)逆反應(yīng)速率。
(2)下列時間段平均反應(yīng)速率最大的是__________。
A.0~1min | B.1~3min | C.3~8min | D.8~11min |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
合成氨技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的重要途徑,其研究來自正確的理論指導(dǎo),合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)K值和溫度的關(guān)系如下:
溫 度(℃) | 360 | 440 | 520 |
K值 | 0.036 | 0.010 | 0.0038 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氮有多種氧化物,其中N2O5是一種新型硝化劑,其性質(zhì)和制備收到人們的關(guān)注。
(1)一定溫度下,在恒容密閉容器中N2O5可發(fā)生下列反應(yīng):2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) ;⊿H>0
①反應(yīng)達到平衡后,若再通入一定量氬氣,則N2O5的轉(zhuǎn)化率將___(填“增大”、“減小”、“不變”)。
②下表為反應(yīng)在T1溫度下的部分實驗數(shù)據(jù):
t/s | 0 | 500 | 1000 |
c(N2O5)/mol·L—1 | 5.00 | 3.52 | 2.48 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
已知2NO2(g)N2O4(g) ΔH= -52.7kJ·mol-1,某課外活動小組為了探究溫度和壓強對化學(xué)平衡的影響,做了如下兩組實驗:
Ⅰ.該小組的同學(xué)取了兩個燒瓶A和B,分別加入相同濃度的NO2與N2O4的混合氣體,中間用夾子夾緊, 并將A和B浸入到已盛有水的兩個燒杯中(如圖所示),然后分別向兩個燒杯中加入濃硫酸和NH4NO3固體。請回答下列有關(guān)問題
(1)觀察到的實驗現(xiàn)象為:_____________________________
(2)由實驗現(xiàn)象可知,升高溫度,該化學(xué)平衡向___________(填“正”或“逆”)反應(yīng)方向移動,反應(yīng)中NO2的轉(zhuǎn)化率將_______________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
Ⅱ.在三支容積均為30mL針筒中分別抽入10mLNO2氣體,將針筒前端封閉。實驗過程中第一支針筒不做任何操作,僅作為實驗現(xiàn)象觀察時的參照對象。
(3)某同學(xué)將第二支針筒活塞迅速推至5mL處,此時氣體的顏色變深,一段時間后氣體顏色又變淺了。試解釋一段時間后氣體顏色又變淺的原因:________________________。
(4)某同學(xué)將第三支針筒活塞迅速拉至20mL處。
①該同學(xué)觀察到的現(xiàn)象是:__________________________
②在此過程中,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)將______________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)化學(xué)平衡常數(shù)K表示可逆反應(yīng)的進行程度,K值越大,表示_____________,K值大小與溫度的關(guān)系是:溫度升高,K值______________(填“一定增大”、“一定減小”、或“可能增大也可能減小”)。
(2)在一體積為10L的容器中,通人一定量的CO和H2O,在850℃時發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)十H2O(g) CO2(g)十H2 (g) △H < 0 ;CO和H2O濃度變化如下圖,則 0—4min的平均反應(yīng)速率v(CO)=______ mol/(L·min)
(3)t℃(高于850℃)時,在相同容器中發(fā)生上述反應(yīng),容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如上表。
①表中3min—4min之間反應(yīng)處于_________狀態(tài); C1數(shù)值_________0.08 mol/L (填大于、小于或等于)。
②反應(yīng)在4min—5min問,平衡向逆方向移動,可能的原因是________(單選), 表中5min—6min之間數(shù)值發(fā)生變化,可能的原因是__________(單選)。
A.增加水蒸氣 | B.降低溫度 |
C.使用催化劑 | D.增加氫氣濃度 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
在體積為2 L的密閉容器中,進行如下化學(xué)反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=Q,化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表:
T/℃ | 700 | 800 | 850 | 1 000 | 1 200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。工業(yè)上合成甲醇的反應(yīng)為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);ΔH
(1)已知,該反應(yīng)在300℃,5MPa條件下能自發(fā)進行,則ΔH 0,△S 0(填“<,>或=”)。
(2)在300℃,5MPa條件下,將0.20mol的 CO與0.58mol H2的混合氣體充入2L密閉容器發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)過程中甲醇的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如圖所示。
①在0~2min內(nèi),以H2表示的平均反應(yīng)速率為 mol·L-1·s-1 ,CO的轉(zhuǎn)化率為 。
②列式計算300℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。
③300℃時,將0.50mol CO、1.00mol H2和1.00 mol CH3OH充入容積為2L的密閉容器中,此時反應(yīng)將 。
A.向正方向移動 B.向逆方向移動 C.處于平衡狀態(tài) D.無法判斷
④下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是 。
A.壓縮容器體積 B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.充入He,使體系總壓強增大 D.再充入0.20mol CO和0.58mol H2
(3)若其它條件不變,使反應(yīng)在500℃下進行,在圖中作出甲醇的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化的示意圖。
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