Question

【题目】高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：
Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g）△H=a kJ mol﹣1
（1）已知：①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ mol﹣1
②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ mol﹣1
则a=kJ mol﹣1 ．
（2）冶炼铁反应的平衡常数表达式K= ， 温度升高后，K值（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（3）在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡．

	Fe2O3	CO	Fe	CO21
甲/mol	1.0	1.0	1.0	1.0
乙/mol	1.0	2.0	1.0	1.0

①甲容器中CO的平衡转化率为 ．
②下列说法正确的是（填字母）．
a．若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态 b．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的
c．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2：3 d．增加Fe2O3可以提高CO的转化率
（4）采取一定措施可防止钢铁腐蚀．下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液．

①在a～c装置中，能保护铁的是（填字母）．
②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是（填名称）．

Answer 1

【答案】
（1）﹣28.5
（2）；减小
（3）60%；ac
（4）bc；锌
【解析】解：（1）①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJmol﹣1
②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJmol﹣1
由盖斯定律①﹣②×3得到Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g）△H=（+489.0kJmol﹣1）﹣（+172.5kJmol﹣1）×3=﹣28.5kJmol﹣1 ，
所以答案是：﹣28.5；（2）Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g）△H=﹣28.5kJmol﹣1 ， 平衡常数K= ，反应是放热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小，
所以答案是： ；减小；（3）①在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭
容器甲中，加入物质反应达到平衡，设消耗一氧化碳物质的量为x

	Fe2O3（s）	+	3CO（g）		2Fe（s）	+	3CO2（g）
起始量（mol）	1		1		1		1
变化量（mol）			x				x
平衡量（mol）			1﹣x				1+x

K= =64，解得x=0.6，转化率为 ×100%=60%，
所以答案是：60%；
②a．反应前后气体质量变化，体积不变，若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态，故a正确；
b．反应前后气体体积相同，所以增加反应物的物质的量，等同于加压，平衡不移动，平衡转化率相同，故错误；
c．甲容器中平衡一氧化碳物质的量为0.4mol；乙容器中结合平衡常数计算得到消耗一氧化碳为1.4mol，平衡物质的量为0.6mol，甲和乙容器中CO的平衡浓度之比为0.4+0.6=2：3，故正确；
d．固体量增加不影响化学平衡，增加Fe2O3不能提高CO的转化率，故错误；
所以答案是：ac；（4）①a、铁做阳极，失去电子，故没有被保护；b、铁做阴极，被保护；c、铁做正极，被保护；故选bc；
②保护铁，则让铁做原电池的正极，X活动性比铁强，可以为锌，所以答案是：锌．
【考点精析】本题主要考查了化学平衡状态的判断和化学平衡的计算的相关知识点，需要掌握状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等；反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%才能正确解答此题．