【題目】鐵及其化合物在日常生活、生產(chǎn)中應用廣泛,研究鐵及其化合物的應用意義重大。試回答下列問題:

(1)已知:高爐煉鐵過程中會發(fā)生如下反應:

FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g) ΔH1

3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2

Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g) ΔH3

則反應Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)ΔH的表達式為_______________________________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代數(shù)式表示)。

(2)上述反應在高爐中大致分為三個階段,各階段主要成分與溫度的關系如下表:

溫度/℃

250

600

1000

2000

主要成分

Fe2O3

Fe3O4

FeO

Fe

1600 ℃時固體物質(zhì)的主要成分為_____________(填化學式);若該溫度下,測得固體混合物中m(Fe)m(O)=354,則FeOCO還原為Fe的百分率為______________(設其他固體雜質(zhì)中不含Fe、O元素)。

(3)鐵的某些化合物可用作COH2反應的催化劑。已知某種鐵的化合物可用來催化反應:CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH <0 。

T ℃、a MPa時,將2 mol CO6 mol H2充入某容積可變的密閉容器中,實驗測得CO的物質(zhì)的量在反應體系中所占百分比x(CO)如下表:

t/min

0

10

20

30

40

50

x(CO)

0.25

0.23

0.21

0.20

0.10

0.10

T ℃ a MPa時,此反應的平衡常數(shù)K = ____________(保留1位小數(shù))。達到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為___________。

②上圖表示該反應CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系。

圖中溫度T1、T2、T3由低到高的順序是________________。圖中顯示其它條件固定時,增加壓強會導致平衡向___________(”)移動。

【答案】2ΔH1ΔH2/3+2ΔH3/3 FeO、Fe 60% 無法確定 75%0.75 T1<T2<T3

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律,將所給的反應①×2+②/3+③×2/3可得:Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g);

(2)由表給數(shù)據(jù)可知1000℃時為FeO,在2000℃時為Fe,故在1600℃時固體物質(zhì)的主要成分為FeOFe的混合物,依據(jù)鐵、氧質(zhì)量比計算物質(zhì)的量比,依據(jù)物質(zhì)的量比計算FeOCO還原為Fe的百分率;

(3)①由圖可知40min時反應達到平衡,平衡時CO的體積分數(shù)為0.1,依據(jù)三段式可計算平衡時CO的轉(zhuǎn)化率,但容器體積無法確定,不能計算此反應的平衡常數(shù)K;

該反應為氣體物質(zhì)的量減少的放熱反應,升高溫度,平衡左移,增大壓強,平衡右移。

(1)根據(jù)蓋斯定律,將所給的反應①×2+②/3+③×2/3可得:Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g),故ΔH=2ΔH1+ΔH2/3+2ΔH3/3,故答案為:2ΔH1+ΔH2/3+2ΔH3/3;

(2)根據(jù)在1000℃時為FeO,在2000℃時為Fe,故在1600℃時固體物質(zhì)的主要成分為FeOFe的混合物;設混合物中FeO的物質(zhì)的量為xmol,F(xiàn)e的物質(zhì)的量為ymol,則有:(x+y)/x=(35/56)/(4/16),得x:y=3:2,故剩余的FeO和被還原為鐵的FeO的物質(zhì)的量之比為3:2,則可知被還原的FeO的百分比為3/(3+2)×100%=60%,故答案為:FeOFe;60%;

(3) ①設反應達平衡時CO轉(zhuǎn)化了xmol,則根據(jù)三段式可知:

CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)

初始(n):2mol 6mol 0 0

△n: xmol 3xmol xmol xmol

平衡(n):(2-x)mol(6-3x)mol xmol xmol

由題給數(shù)據(jù)可知40min時反應達到平衡,平衡時CO的體積分數(shù)為0.1,則有(2-x)/(8-2x)=0.1,解得x=1.5 mol,因無法確定平衡時容器體積,無法計算平衡時濃度,故無法計算反應的平衡常數(shù)K;達到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為=1.5mol/2mol×100%=75%,故答案為:無法確定;75%;

反應CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)△H<0,升高溫度,平衡左移,CO的平衡轉(zhuǎn)化率越低,根據(jù)圖象可知,溫度T1<T2<T3;其它條件固定時,增加壓強會導致平衡向化學計量數(shù)減小的正反應方向移動,故答案為:T1<T2<T3;右。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】已知最外層電子數(shù)相等的元素原子具有相似的化學性質(zhì)。下列原子中,與氧元素原子的化學性質(zhì)相似的是( 。

A.NeB.MgC.SD.C

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某化學興趣小組為探究元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,設計了如下系列實驗:

1)若要比較鎂、鋁的金屬性強弱,下列方案可行的是:____________(填序號)。

a.將在空氣中放置已久的這兩種元素的塊狀單質(zhì)分別放入熱水中

b.將等量的這兩種元素的單質(zhì)粉末分別與同濃度的鹽酸反應

c.將這兩種元素的單質(zhì)粉末分別與熱水作用,并滴入酚酞溶液

d.比較這兩種元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性

2)將NaOH溶液與NH4Cl溶液混合生成NH3·H2O,從而驗證NaOH的堿性大于NH3·H2O,繼而可以驗證Na的金屬性大于N,你認為此設計是否合理?_________;說明理由:______________________________________________

3)利用如圖裝置(夾持裝置省略)可以驗證部分元素的非金屬性強弱。

①實驗室中現(xiàn)有藥品Na2S、KMnO4、濃鹽酸、MnO2,請在其中選擇合適藥品設計實驗驗證氯的非金屬性大于硫,燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式為:_____________________________________________。裝置C中的實驗現(xiàn)象為有淡黃色沉淀生成,離子方程式為:_____________________________

②若要自選藥品證明非金屬性:CSi,則A中加__________B中加Na2CO3粉末、C中加_____________,觀察到C中溶液的現(xiàn)象為_________________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】以下不屬于無機非金屬材料的是(  )

A.玻璃B.鋁合金C.水泥D.陶瓷

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列表示對應化學反應的離子方程式正確的是

A. 向銀氨溶液中滴加乙醛:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++H2OCH3COO+2H++2Ag↓+3NH3↑+

B. 苯酚鈉溶液中通入少量CO2+H2O+CO2+

C. 硫酸氫銨溶液中滴加少量NaOH溶液:H+++2OHNH3·H2O+H2O

D. 氯乙酸與足量的氫氧化鈉溶液共熱:CH2ClCOOH+OHCH2ClCOO+H2O

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】根據(jù)元素周期表回答下列問題:

(1)寫出元素Cu的基態(tài)原子的電子排布式:____________________

(2)某元素A的核外價電子排布式為nsnnpn1,該元素A原子核外最外層電子中成對電子共有________對。此元素A原子與O的第一電離能的相對大小為:A________ O(“<”“>”“=”)。

(3)元素C形成的最高價氧化物中含有________π鍵。CCl形成化合物的電子式為_____________,此化合物中C的雜化方式為________。

(4)已知元素釩形成單質(zhì)的晶胞如下圖所示,則其原子的配位數(shù)是________,假設晶胞的邊長為d cm、密度為ρ g·cm3,則元素釩的相對原子質(zhì)量為_____________ (NA為阿伏加德羅常數(shù))。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】.恒溫恒容下,將2mol A氣體和2mol B氣體通入體積為2L的密閉容器中發(fā)生如下反應:2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)2 min時反應達到平衡狀態(tài),此時剩余1.2mol B,并測得C的濃度為1.2mol/L

(1)從開始反應至達到平衡狀態(tài),生成C的平均反應速率為_____ mol/(L·s)

(2)x____。

(3)下列各項可作為該反應達到平衡狀態(tài)的標志的是____

A.壓強不再變化 B.v(A=2v(B

C 氣體密度不再變化 D.A的百分含量保持不變

E.A的消耗速率與C的消耗速率之比為21

.某魚雷采用 Al-Ag2O 動力電池,以溶解有KOH 的流動海水為電解液,電池總反應為:2Al+3Ag2O+2KOH=6Ag+2KAlO2+H2O。試回答下列問題:

(1)Ag2O 為電池的____極(填),負極反應式為______。

(2)當有 1mol電子流經(jīng)外電路時,負極質(zhì)量減少______g。

(3)溶液中的 OH-________極遷移(填“Ag2O”“Al”)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某學生為確定某烴的分子式及其可能的結(jié)構(gòu)簡式,做了如下實驗,標準狀況下,取0.1mol某烴,在氧氣中完全燃燒,生成的二氧化碳體積為22.4L,同時得到16.2g水。

(1).該烴的摩爾質(zhì)量為________

(2).該烴的分子式為________。

(3).該烴有一種可能的結(jié)構(gòu)為,其名稱為________

(4).屬于________(選填序號)。

a.環(huán)烴 b.烷烴 c.芳香烴 d.不飽和烴

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】肼(H2NNH2)是一種高能燃料,有關化學反應的能量變化如下圖所示。已知斷裂1 mol化學鍵所需的能量(kJ)N≡N942、O=O500N—N154,則斷裂1 mol N—H鍵所需的能量(kJ)是:

A. 194 B. 391 C. 516 D. 658

查看答案和解析>>

同步練習冊答案