[题目]我国是个钢铁大国.钢铁产量为世界第一.高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法.I．已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ/mol 2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s) △H=-825.5 kJ/mol 则.(1)反应:Fe2O32Fe(s)+3CO2(g) △H= .(2)反应 Fe2O3 Fe(s)+CO2(g)在1000℃的平� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】我国是个钢铁大国，钢铁产量为世界第一，高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。

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

2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s) △H=-825.5 kJ/mol

则，(1)反应：Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H=____________。

(2)反应 Fe2O3(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)在1000℃的平衡常数等于4.0。在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反应经过l0min后达到平衡，则CO的平衡转化率=____________。

II．高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收，使其在一定条件下和H2反应制备甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题：

(1)从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)= _________，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=___________。

(2)若在温度和容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡吋的有关数据如下表：

则下列关系正确的是 ____________。

A. c1=c2 B.2Q1=Q3 C. 2a1=a3

D.a1+a2 =1 E.该反应若生成1mol CH3OH，则放出(Q1+Q2)kJ热量

(3)若在一体积可变的密闭容器中充入l molCO、 2mol H2和1mol CH3OH，达到平衡吋测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍，则该反应向____________ (填“正”、“逆”)反应方向移动。

III．在一个密闭容器中，有一个左右可滑动隔板，两边分别进行可逆反应，各物质的物质的量分别如下：M、N、P为2.5mol、3.0mol、1.0mol。A、C、D各为0.50mol，B的物质的量为x mol，当x在一定范围内变化，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应均达到平衡，且隔板在反应器的正中位置。达到平衡后，测得M的转化率为75%，填写空白：

(1)达到平衡后，反应器左室气体总的物质的量为____________mol。

(2)若要使右室反应开始时V正>V逆，x的取值范围______________________。

(3)若要使右室反应开始时V正<V逆，x的取值范围________________________。

【答案】△H=-23.5kJ/mol 60% 0.15mol/(L·min) △H=-91 kJ/mol ADE 正 3.5 2<x<3 1.5<x<2

【解析】

I．①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol

②2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s) △H=-825.5 kJ/mol

由盖斯定律①×—②得到Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H=-566×+825.5=-23.5kJ/mol；

(2)假设平衡时CO的物质的量变化为nmol，则：

Fe2O3(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)

开始(mol)： 1 1

变化(mol)： n n

平衡(mol)： 1-n n+1

所以=4，解得n=0.6，则CO的平衡转化率为；

II．(1)达到平衡时生成甲醇的物质的量c(CH3OH)=0.75mol/L，则消耗的c(H2)=2×0.75mol/L=1.5mol/L，v(H2)===0.15mol/(Lmin)，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=(419 kJ/mol)-(510kJ/mol)=-91kJ/mol；

(2)A.甲、乙相比较，把乙等效为开始加入1mol CO和2mol H2，甲乙是等效平衡，所以平衡时甲醇的浓度c1=c2，A正确；

B.甲、丙相比较，丙中反应物的物质的量为甲的2倍，压强增大，对于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，平衡向生成甲醇的方向移动，2Q1＜Q3，B错误；

C.甲、丙相比较，丙中反应物的物质的量为甲的2倍，压强增大，对于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，平衡向生成甲醇的方向移动，a1＜a3，C错误；

D.甲、乙处于相同的平衡状态，而且反应方向相反，则α1+α2=1，D正确；

E.甲、乙处于相同的平衡状态，而且反应方向相反，两个方向转化的和恰好为1mol，所以该反应若生成1mol CH3OH，则放出(Q1+Q2)kJ热量，E正确；

故合理选项是ADE；

(3)反应前后气体总质量不变，同温、同压下，达到平衡时，气体密度增大，即气体体积缩小；平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的.6倍，则总物质的量变为原先的倍，总物质的量=4×=2.5mol，反应前后减少了1.5mol，即化学反应向着正反应方向进行；

III．(1)左室中的可逆反应中，反应前后气体的体积不变，则达到平衡时气体的总物质的量不变，反应前M为2.5mol、P为1mol，总物质的量为：2.5mol+1mol=3.5mol，则达到平衡时气体的物质的量也是3.5mol；

(2)达到平衡时左右可滑动隔板处于中间，说明达到平衡时左室和右室气体的总物质的量相等，都是3.5mol，右室中的反应为气体体积缩小的反应，当反应A(g)+4B(g)2C(g)+D(g)中最初加入的四种物质的物质的量为3.5mol，且平衡不移动时，B的物质的量最小，若满足V正＞V逆，则B的物质的量大于：3.5mol-0.5mol×3=2；当达到平衡时气体全部为C、D时，B的物质的量最大，根据反应A(g)+4B(g)2C(g)+D(g)，0.5molA完全反应消耗2molB，同时生成1molC、0.5molC，此时C的总物质的量为1mol+0.5mol=1.5mol，D的物质的量为0.5mol+0.5mol=1mol，总物质的量为：1.5mol+1mol=2.5mol，剩余的3.5-2.5mol=1mol为B时，B的物质的量最大，所以B的物质的量最大为：2mol+1mol=3mol，所以x是范围为：2.0＜x＜3.0；

(3)达到平衡时左右可滑动隔板处于中间，说明达到平衡时左室和右室气体的总物质的量相等，都为3.5mol，右室中的逆反应为体积增大的反应，当反应A(g)+4B(g)2C(g)+D(g)中最初加入的四种物质的物质的量为3.5mol，且平衡不移动，B的物质的量最大，若满足V正＜V逆，则B的物质的量小于：3.5mol-0.5mol×3=2；当达到平衡时气体全部为A、B时，B的物质的量最小，根据反应A(g)+4B(g)2C(g)+D(g)，0.5molC完全反应生成1molB，此时B的物质的量为：1mol+0.5mol，由于V正＜V逆，平衡向着逆向移动，则B的物质的量一定大于1.5mol，所以x是范围为：1.5＜x＜2.0。

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起始浓度	甲	乙	丙
c(H2)/(mol/L)	0.010	0.020	0.020
c(CO2)(/mol/L)	0.010	0.010	0.020

A. 平衡时，乙中CO2的转化率大于60%

B. 平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%

C. 平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol/L

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A.AB.BC.CD.D

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实验序号	A溶液	B溶液
①	20 mL 0.1 mol·L－1H2C2O4溶液	30 mL 0.01 mol·L－1KMnO4溶液
②	20 mL 0.2 mol·L－1H2C2O4溶液	30 mL 0.01 mol·L－1KMnO4溶液