【題目】工業(yè)煉鐵過(guò)程中涉及到的主要反應(yīng)有:

i.C(s)+O2(g)=CO2(g)H1=-393kJ/mol

ii.C(s)+CO2(g)=2CO(g)H2=+172kJ/mol

iii.Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)H3

iv.2Fe2O3(s)+3C(s)4Fe(s)+3CO2(g)H4=+460kJ/mol

回答下列問(wèn)題:

(1)反應(yīng)iv_________(不能”)在任何溫度下自發(fā)進(jìn)行。

(2)H3=_________kJ/mol。

(3)T1時(shí),向容積為10L的恒容密閉容器中加入3molFe2O33molCO發(fā)生反應(yīng)iii,5min時(shí)達(dá)到平衡,平衡時(shí)測(cè)得混合氣體中CO2的體積分?jǐn)?shù)為80%

0~5min內(nèi)反應(yīng)的平均速率v(CO2)=_________molL-lmin-l。

②該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為_________。

③若將平衡后的混合氣體通入1L3.6mol/LNaOH溶液,恰好完全反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為_________,所得溶液中離子濃度由大到小的順序是_________

④下列選項(xiàng)中能夠說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________(填序號(hào))

a.Fe2O3的物質(zhì)的量不再變化

b.體系的壓強(qiáng)保持不變

c.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變

d.單位時(shí)間內(nèi)消耗CO和生成CO2的物質(zhì)的量相等

(4)一定條件下進(jìn)行反應(yīng)iii,正向反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示,t2時(shí)刻改變了一個(gè)外界條件,可能是_________。

.

【答案】不能 -28 0.048 64 2CO2+3OHˉ=CO+HCO+H2O c(Na+)c(HCO)c(CO) c(OHˉ) c(H+) ac 恒壓條件下充入一定量的二氧化碳?xì)怏w

【解析】

(3)初始投料為3molFe2O33molCO,Fe2O3Fe均為固體,容器恒容,則根據(jù)反應(yīng)方程式可知反應(yīng)過(guò)程中氣體的總物質(zhì)的量不變,始終為3mol;平衡時(shí)CO2的體積分?jǐn)?shù)為80%,即物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為80%,所以n(CO2)=3mol×80%=2.4mol,n(CO)=0.6mol

(1)當(dāng)△G=H-TS0時(shí)反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行,反應(yīng)iv的焓變△H40,該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng),所以△S0,不能滿足任何溫度下△G都小于0,所以該反應(yīng)不能在任何溫度下自發(fā)進(jìn)行;

(2)已知:i.C(s)+O2(g)=CO2(g)H1=-393kJ/mol

ii.C(s)+CO2(g)=2CO(g)H2=+172kJ/mol

iii.Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)H3

iv.2Fe2O3(s)+3C(s)4Fe(s)+3CO2(g)H4=+460kJ/mol

由蓋斯定律可知(iv-ii×3)得到Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)H3=[+460kJ/mol-(+172kJ/mol)×3]= -28kJ/mol

(3)①根據(jù)分析可知0-5min內(nèi)△n(CO2)=2.4mol,容器的容積為10L,所以v(CO2)==0.048mol·L-1·min-1;

②平衡時(shí)c(CO2)=0.24mol/L,c(CO)=0.06mol/L,平衡常數(shù)K==64;

③混合氣體中n(CO2)=2.4mol1L3.6mol/LNaOH溶液中n(NaOH)=3.6mol,n(CO2) n(NaOH:2:3,所以該反應(yīng)的離子方程式為2CO2+3OHˉ=CO+HCO+H2O,反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)為等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3NaHCO3;Na+不發(fā)生水解,所以c(Na+)最大;碳酸根的水解程度大于碳酸氫根,所以c(HCO)c(CO;溶液顯堿性,所以c(OHˉ) c(H+),水解是微弱的,所以溶液中離子濃度由大到小為c(Na+) c(HCO)c(CO) c(OHˉ) c(H+)

a.固體的物質(zhì)的量不再變化,說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故a能說(shuō)明;

b.反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量始終不變,體系的壓強(qiáng)始終保持不變,不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故b不能說(shuō)明;

c.反應(yīng)前后氣體質(zhì)量變化,氣體物質(zhì)的量不變,所以未平衡時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量會(huì)發(fā)生改變,當(dāng)其保持不變說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故c能說(shuō)明;

d.消耗CO和生成CO2均為正反應(yīng),只要反應(yīng)發(fā)生單位時(shí)間內(nèi)消耗CO和生成CO2的物質(zhì)的量就相等,故其不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故d不能說(shuō)明;

綜上所述選ac;

(4)據(jù)圖可知t2時(shí)刻正反應(yīng)速率突然減小,然后又逐漸增大,之后達(dá)到平衡時(shí)與原平衡的反應(yīng)速率相等,說(shuō)明反應(yīng)物的濃度先是被減小,然后又逐漸增大,則該條件改變后平衡逆向移動(dòng),該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度可以使平衡逆向移動(dòng),但升高溫度不能使正反應(yīng)速率減小。而該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,若保持壓強(qiáng)不變向密閉容器中充入二氧化碳,則容器的體積增大導(dǎo)致一氧化碳的濃度減小,正反應(yīng)速率減小,則二氧化碳的濃度增大了,逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),根據(jù)溫度不變K=不變,且壓強(qiáng)不變時(shí)氣體的濃度不變,所以再次平衡時(shí)正反應(yīng)速率與原平衡相等。因此,改變的條件可能是:恒壓條件下充入一定量的二氧化碳?xì)怏w。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在通風(fēng)櫥中進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):

步驟

現(xiàn)象

Fe表面產(chǎn)生大量無(wú)色氣泡,液面上方變?yōu)榧t棕色

Fe表面產(chǎn)生少量紅棕色

氣泡后,迅速停止

Fe、Cu接觸后,其表面

均產(chǎn)生紅棕色氣泡

下列說(shuō)法中,不正確的是(

A.Ⅰ中氣體由無(wú)色變紅棕色的化學(xué)方程式為:2NO+O2=2NO2

B.Ⅱ中的現(xiàn)象說(shuō)明Fe表面形成致密的氧化層,阻止Fe進(jìn)一步反應(yīng)

C.對(duì)比Ⅰ、Ⅱ中現(xiàn)象,說(shuō)明稀HNO3的氧化性強(qiáng)于濃HNO3

D.針對(duì)Ⅲ中現(xiàn)象,在Fe、Cu之間連接電流計(jì),可判斷Fe是否持續(xù)被氧化

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示是由4個(gè)碳原子結(jié)合成的4種有機(jī)物(氫原子沒(méi)有畫(huà)出)

1)寫(xiě)出有機(jī)物(a)的系統(tǒng)命名法的名稱(chēng)________________________。

2)有機(jī)物(a)有一種同分異構(gòu)體,試寫(xiě)出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式________。

3)上述有機(jī)物中與(c)互為同分異構(gòu)體的是______(填代號(hào))。

4)任寫(xiě)一種與(d)互為同系物的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式________。

5)(a)、(b)、(c)、(d)四種物質(zhì)中,4個(gè)碳原子一定處于同一平面的有________(填代號(hào))

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】硝酸廠的煙氣中含有大量的氮氧化物(NOx),將煙氣與H2的混合氣體通入Ce(SO4)2Ce2(SO4)3[Ce中文名“鈰”]的混合溶液中實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處理,其轉(zhuǎn)化過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A.該轉(zhuǎn)化過(guò)程的實(shí)質(zhì)為NOxH2還原

B.x=l時(shí),過(guò)程II中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2:1

C.處理過(guò)程中,混合溶液中Ce3+Ce4+總數(shù)減少

D.過(guò)程I發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:H2+Ce4+=2H++Ce3+

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】水煤氣變換反應(yīng)為:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)。我國(guó)學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果,研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程,如圖所示,其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。下列說(shuō)法正確的是

A.水煤氣變換反應(yīng)的△H>0

B.步驟③的化學(xué)方程式:CO*+OH*+H2O(g)=COOH*+H2O*

C.步驟⑤只有非極性鍵HH鍵形成

D.該歷程中最大能壘(活化能)E=1.70eV

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。

(1)如圖為離子交換膜法電解飽和食鹽水的原理示意圖,寫(xiě)出電解飽和食鹽水總離子方程式_________

下列說(shuō)法正確的是__________

A.直流電源的左側(cè)為負(fù)極

B.從E口逸出的氣體是H2

C.從B口加入含少量NaOH的水溶液以增強(qiáng)導(dǎo)電性

D.從C口出來(lái)的溶液為NaOH溶液

E.每生成22.4 LCl2,便產(chǎn)生2 molNaOH

F.粗鹽水中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等離子,精制時(shí)先加Na2CO3 溶液

G.該離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜

(2)雙氧水是一種重要的綠色試劑,工業(yè)上可采取電解較稀濃度的硫酸來(lái)制取雙氧水(H2O2只為還原產(chǎn)物),其電解的化學(xué)方程式為:3H2O+3O2 O3+3H2O2。則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為________________________,陰極的電極反應(yīng)式為_________________________ 。

(3)高鐵酸鉀(K2FeO4)易溶于水,具有強(qiáng)氧化性,是一種新型水處理劑。工業(yè)上用如下方法制備高鐵酸鉀:以Fe2O3為陽(yáng)極電解KOH溶液。①高鐵酸鉀溶液長(zhǎng)時(shí)間放置不穩(wěn)定,會(huì)產(chǎn)生紅色絮狀物質(zhì)及氣泡,則該過(guò)程的離子方程式為________________________

②電解制高鐵酸鉀時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為__________________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】A~J是中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的物質(zhì),它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(部分產(chǎn)物已略去)。已知A是一種高熔點(diǎn)物質(zhì),D是一種紅棕固體,H的焰色呈黃色。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)A物質(zhì)的化學(xué)式為________,H物質(zhì)的名稱(chēng)為______________________

(2)GJ的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________________;化學(xué)方程式為___________________。

(3)DC高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式為:________________。

(4)D物質(zhì)與鹽酸恰好反應(yīng)的離子方程式為__________,所得溶液的顏色為_______________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)在畫(huà)某種元素的一種單核微粒的結(jié)構(gòu)示意圖時(shí),忘記在圓圈內(nèi)標(biāo)出其質(zhì)子數(shù),請(qǐng)你根據(jù)下面的提示做出自己的判斷。

(1)該微粒是中性微粒,這種微粒的符號(hào)是________。

(2)該微粒的鹽溶液能使溴水褪色,并出現(xiàn)渾濁,這種微粒的符號(hào)是________。

(3)該微粒的氧化性很弱,得到1個(gè)電子后變?yōu)樵,原子的還原性很強(qiáng),這種微粒的符號(hào)是________

(4)該微粒的還原性很弱,失去1個(gè)電子后變?yōu)樵,原子的氧化性很?qiáng),這種微粒的符號(hào)是________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】【化學(xué)選修-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】

已知前四周期六種元素A、B、C、D、E、F的原子序數(shù)之和為107,且它們的核電荷數(shù)依次增大,B原子的p軌道半充滿,其氫化物沸點(diǎn)是同族元素中最低的,D原子得到一個(gè)電子后3p軌道全充滿,AC能形成A2C型離子化和物,其中的陰、陽(yáng)離子相差一個(gè)電子層,E4+離子和氬原子的核外電子排布相同.請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序是______(填元素符號(hào))

(2)化合物BD3的分子空間構(gòu)型可描述為______,B的原子軌道雜化類(lèi)型為______。

(3)已知F元素在人體內(nèi)含量偏低時(shí),會(huì)影響O2在體內(nèi)的正常運(yùn)輸.已知F2+KCN溶液反應(yīng)得FCN2沉淀,當(dāng)加入過(guò)量KCN溶液時(shí)沉淀溶解,生成配合物.則F的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為______。CN-______(一種分子)互為等電子體,則1個(gè)CN-π鍵數(shù)目為______。

(4)EO2與碳酸鋇在熔融狀態(tài)下反應(yīng),所得晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______,

在該晶體中,E4+的氧配為數(shù)為______。若該晶胞邊長(zhǎng)為anm可計(jì)算該晶體的密度為______g/cm3(阿伏加德羅常數(shù)為NA

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