精英家教網 > 高中化學 > 題目詳情

高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法，發(fā)生的主要反應為：
Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g） △H= －28．5 kJ·（mol－1
（1）已知：C（石墨）+CO2（g）2CO（g） △H=" +" 172．5 kJ·mol－1
則反應：Fe2O3（S） +3C（石墨）2Fe（s）+3CO（g） △H=        kJ·mol－1
（2）冶煉鐵反應  Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g） △H=－28．5 kJ·mol－1的平衡常數表達式K=          ，溫度降低后，K值          ．（填“增大”、“不變”或“減小”）。
（3）在ToC時,該反應的平衡常數K=27,在1L恒容密閉容器甲和乙中,分別按下表所示加入物質,反應經過一段時間后達到平衡.

 
Fe2 O3
CO
Fe
CO2
甲容器
1．0 mol
1．0 mol
1．0 mol
1．0 mol
乙容器
1．0 mol
2．0 mol
1．0 mol
1．0 mol
 
①甲容器中CO的平衡轉化率為
②下列說法正確的是      （填字母）。
a．乙容器中CO的平衡轉化率小于甲容器
b．甲、乙容器中，CO2的平衡濃度之比為2：3
c．當容器內氣體壓強保持不變時，標志反應達到平衡狀態(tài)
d．當容器中氣體密度保持不變時，標志反應達到平衡狀態(tài)
（4）鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎，請回答鋼鐵腐蝕與防護過程中的有關問題。
①下列哪個裝置可防止鐵棒被腐蝕   （填編號）。

②在實際生產中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如圖：A電極對應的金屬是     （寫元素名稱），B電極的電極反應式是       。
③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請簡要說明原因                       。


（1）(2分)489
（2）（2分）（1分）；增大（1分）
（3）75%（1分）；b，d(2分)
（4）（7分）BD（2分）；銅（1分）；Cu2++2e?="Cu" （2分）
鋅、鐵、銅金屬活潑性依次減弱。鍍層破損后在潮濕空氣中形成原電池，鍍鋅鐵鐵為正極受到保護，而鍍銅鐵鐵做負極更容易被腐蝕。（2分）

解析試題分析：（1）根據蓋斯定律，要求反應的?H與已知兩個反應?H的關系為：?H = ?H1 +3?H2,代入數據可得結果。
（2）Fe2O3、Fe為固體，所以平衡常數表達式只含氣體CO、CO2；該反應正反應放熱，所以降低溫度，化學平衡正向移動，平衡常數增大。
（3）①設轉化的CO濃度為x，按照三段式帶入數據：
Fe2O3（s）+3CO（g） 2Fe（s）+3CO2（g）
初始濃度：            1.0                    1.0
轉化濃度：            x                       x
平衡濃度：           1.0-x                    1.0+ x
帶入平衡常數表達式：(1.0+x)3÷(1.0-x)3="27" 得x=0.5,
CO的轉化率為：0.5÷1.0×100%=50%
②按照①的計算方法可求出乙容器中CO轉化率為62.5%，故a項錯誤；甲容器CO2平衡濃度為1.5mol?L?1, 乙容器CO2平衡濃度為2.25mol?L?1,可得濃度之比為2:3,b項正確；本反應氣體系數不變，所以壓強保持不變，不能說明反應達到平衡，c項錯誤；當容器中氣體密度保持不變時，說明氣體質量不再變化，反應達到平衡，d項正確。
（4）B中鐵為原電池的正極，D中鐵為電解池的陰極，可防止鐵棒被腐蝕；銅為鍍層金屬，為陽極材料，陰極為Cu2+得電子，鍍層破損后，形成原電池，若鐵為正極可防止腐蝕，若鐵為負極則加快腐蝕速度。
考點： 本題考查蓋斯定律、平衡常數以及原電池、電解池原理。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（1）在298K時，1molC2H6在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量1558．3 kJ。寫出該反應的熱化學方程式                                 。
（2）利用該反應設計一個燃料電池：用氫氧化鉀溶液作電解質溶液，多孔石墨做電極，在電極上分別
通入乙烷和氧氣。通入乙烷氣體的電極應為     極（填寫“正”“負”）該電極上發(fā)生的電極反應
式是                                    
（3）如圖所示實驗裝置中，石墨棒上的電極反應式為                     ；如果起始時盛有1000mLpH=5的硫酸銅溶液（25℃，CuSO4足量），一段時間后溶液的pH變?yōu)?，此時若要使溶液恢復到起始濃度（溫度不變，忽略溶液體積的變化），可向溶液中加入         __________（填物質名稱）。

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

科學家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下   與二氧化碳反應生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知：H2(g)、CO(g)和CH3OH（1）的燃燒熱△H分別為-285.8 kJ．、一283.0 kJ和一726.5．kJ 。請回答下列問題：
（1）用太陽能分解10mol H2O(1)消耗的能量是________kJ.
（2）甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式為：
__________________________________________________________________________.
（3）在容積為2L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他條件不變的情況下，
考查溫度對反應的影響，實驗結果如下圖所示（注：、均大于300℃）：

下列說法正確的是_______________（填序號）
①溫度為時，從反應開始到反應達到平衡，生成甲醇的平均速率為：

②該反應在時的平衡常數比時的小
③該反應為放熱反應
④處于A點的反應體系的溫度從變到，達到平衡時增大
（4）在溫度時，將1mol CO2和3mol H2充入一密閉恒容容器中，充分反應達到平衡后，若CO2的轉化率為a，則此時容器內的壓強與起始壓強之比為___________。
（5）在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，電解質溶液為酸性，負極的反應式為___________________;正極的反應式為_____________________________________.理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗lmol甲醇所能產生的最大電能為701.8kJ，則該燃料電池的理論效率為_______________（燃料電池的理論效率是指電池所產生的最大電能與燃料電池反應所能釋放的全部能量之比）。

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

氨氣是生產化肥、硝酸等的重要原料，圍繞合成氨人們進行了一系列的研究
（1）氫氣既能與氮氣又能與氧氣發(fā)生反應，但是反應的條件卻不相同。
已知：2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g)  ΔH =" -483.6" kJ/mol
3H2 (g) + N2 (g)  2NH3 (g) ΔH =" -92.4" kJ/mol

計算斷裂1 mol N≡N鍵需要能量      kJ ， 氮氣分子中化學鍵比氧氣分子中的化學鍵鍵     （填“強”或“弱”），因此氫氣與二者反應的條件不同。
（2）固氮是科學家致力研究的重要課題。自然界中存在天然的大氣固氮過程：N2 (g) + O2 (g) =" 2NO" (g) ΔH =" +180.8" kJ/mol ，工業(yè)合成氨則是人工固氮。
分析兩種固氮反應的平衡常數，下列結論正確的是       。

 反應
大氣固氮
工業(yè)固氮
溫度/℃
27
2000
25
350
400
450
K
3.84×10-31
0.1
5×108
1.847
0.507
0.152
 
A．常溫下，大氣固氮幾乎不可能進行，而工業(yè)固氮非常容易進行
B．人類大規(guī)模模擬大氣固氮是無意義的
C．工業(yè)固氮溫度越低，氮氣與氫氣反應越完全
D．K越大說明合成氨反應的速率越大
（3）在恒溫恒容密閉容器中按照甲、乙、丙三種方式分別投料, 發(fā)生反應：3H2 (g) + N2 (g)  2NH3 (g)測得甲容器中H2的轉化率為40%。
 
N2
H2
NH3
甲
1
3
0
乙
0.5
1.5
1
丙
0
0
4
判斷乙容器中反應進行的方向       。（填“正向”或“逆向”）
達平衡時，甲、乙、丙三容器中NH3的體積分數大小順序為       。
（4）氨氣是合成硝酸的原料，寫出氨氣與氧氣反應生成一氧化氮和氣態(tài)水的熱化學方程式       。

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

硝酸工業(yè)的基礎是氨的催化氧化，在催化劑作用下發(fā)生如下反應：
① 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)    △H =" —905" kJ/mol    ①主反應
② 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)     △H =" —1268" kJ/mol   ②副反應
有關物質產率與溫度的關系如甲圖。

（1）由反應①②可知反應⑤N2(g) + O2(g)2NO(g)的反應熱ΔH=     
（2）由圖甲可知工業(yè)上氨催化氧化生成 NO時，反應溫度最好控制在     
（3）用Fe3O4制備Fe（NO3）3溶液時，需加過量的稀硝酸，原因一：將Fe4O3中的Fe2+全部轉化為Fe3+，
原因二：     （用文字和離子方程式說明）。
（4）將NH3通入NaClO溶液中，可生成N2H4，則反應的離子方程式為     。
（5）依據反應②可以設計成直接供氨式堿性燃料電池（如乙圖所示），則圖中A為     （填“正極”或“負極”），電極方程式為     

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

開發(fā)、使用清潔能源發(fā)展“低碳經濟”，正成為科學家研究的主要課題。氫氣、甲醇是優(yōu)質的清潔燃料，可制作燃料電池。
（1）已知：① 2CH3OH(1) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)  ΔH1 =" –" 1275.6 kJ/mol
② 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)    ΔH2 =" –" 566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(1)  ΔH3 =" –" 44.0 kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式：___________。
（2）生產甲醇的原料CO和H2來源于：CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)  ΔH>0
①一定條件下CH4的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖a。則Tl ________T2(填“<”、“>”、“=”，下同)；A、B、C三點處對應平衡常數（KA、KB、KC）的大小關系為___________。
     
②100℃時，將1 mol CH4和2 mol H2O通入容積為1 L的定容密封容器中，發(fā)生反應，能說明該反應已經達到平衡狀態(tài)的是__________
a．容器內氣體密度恒定  
b．單位時間內消耗0.1 mol CH4同時生成0.3 mol H2
c．容器的壓強恒定      
d．3v正(CH4) = v逆(H2)
如果達到平衡時CH4的轉化率為0.5，則100℃時該反應的平衡常數K =___________
（3）某實驗小組利用CO(g) 、 O2(g) 、KOH（aq）設計成如圖b所示的電池裝置，則該電池負極的電極反應式為___________。

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

工業(yè)上在催化劑作用下可利用CO合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，圖1表示反應過程中能量的變化情況。

請回答下列問題：
（1）在圖I中，曲線______(填“a”或“b”）表示使用了催化劑；該反應屬于______(填“吸熱”或“放熱”）反應。
（2）為探究外界條件對合成甲醇化學反應速率的影響規(guī)律，某科技工作者設計了以下三組實驗，部分數據已填人表中，請補充完整。

實驗組
T/℃
起始濃度/mol?L－1
等質量催化劑的
比表面積/m2?g－1
CO
H2
①
280
1.20×10－3
5.80×10－3
82
②
280
1.20×10－3
5.80×10－3
124
③
350
             
             
124
 
其中設計實驗組①和②的目的是______。
（3）“圖2”所揭示的規(guī)律是：在p1壓強達平衡時______；并請畫出在p2壓強下（p2> p1)的曲線。
（4）在堿性條件下可將合成甲醇的反應設計成原電池，則負極的電極反應式為______。

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

隨著大氣污染的日趨嚴重，國家擬于“十二五”期間，將二氧化硫(SO2)排放量減少8%，氮氧化物(NOx)排放量減少10%。目前，消除大氣污染有多種方法。
（1） 用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4(g)+4NO2(g) ="4NO(g)" + CO2(g) +2H2O(g)   ⊿H=" -574" kJ·mol－1
②CH4(g) +4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)   ⊿H=" -1160" kJ·mol－1
③H2O(g) = H2O(l)    △H=" -44.0" kJ·mol－1
寫出CH4(g)與NO2(g)反應生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(1)的熱化學方程式                  。
（2）利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常溫下可將SO2轉化為SO42－，從而實現(xiàn)對SO2的治理。已知含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2+、Fe3+的溶液時，其中一個反應的離子方程式為4Fe2+ + O2+ 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O，則另一反應的離子方程式為                                 。
（3）用活性炭還原法處理氮氧化物。有關反應為：C(s)+2NO(g)N2 (g)+CO2 (g) 。某研究小組向密閉的真空容器中（假設容器體積不變，固體試樣體積忽略不計）加入NO和足量的活性炭，恒溫(T1℃)條件下反應，反應進行到不同時間測得各物質的濃度如下：

   濃度/mol·L－1

 

 
時間/min

NO
N2
CO2
0
1.00
0
0
10
0.58
0.21
0.21
20
0.40
0.30
0.30
30
0.40
0.30
0.30
40
0.32
0.34
0.17
50
0.32
0.34
0.17
①10min~20min以v(CO2) 表示的反應速率為                        。
②根據表中數據，計算T1℃時該反應的平衡常數為   　　   （保留兩位小數）。
③一定溫度下，隨著NO的起始濃度增大，則NO的平衡轉化率      （填“增大”、“不變”或“減小”） 。
④下列各項能作為判斷該反應達到平衡的是    　　　   （填序號字母）。
A．容器內壓強保持不變　　      B． 2v正(NO) = v逆(N2)
C．容器內CO2的體積分數不變    D．混合氣體的密度保持不變
⑤30min末改變某一條件，過一段時間反應重新達到平衡，則改變的條件可能是           。請在下圖中畫出30min至40min的變化曲線。

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：計算題

工業(yè)上采用乙苯與CO2脫氫生產重要化工原料苯乙烯

其中乙苯在CO2氣氛中的反應可分兩步進行

（1）上述乙苯與CO2反應的反應熱△H為________________________。
（2）①乙苯與CO2反應的平衡常數表達式為：K=______________________。
②下列敘述不能說明乙苯與CO2反應已達到平衡狀態(tài)的是_____________________。
a．v正(CO)=v逆(CO)                   b．c(CO2)=c(CO)
c．消耗1mol CO2同時生成1molH2O      d．CO2的體積分數保持不變
（3）在3L密閉容器內，乙苯與CO2的反應在三種不同的條件下進行實驗，乙苯、CO2的起始濃度分別為1.0mol/L和3.0mol/L，其中實驗I在T1℃、0.3MPa，而實驗II、III分別改變了實驗其他條件；乙苯的濃度隨時間的變化如圖I所示。

①實驗I乙苯在0～50min時的反應速率為_______________。
②實驗II可能改變條件的是__________________________。
③圖II是實驗I中苯乙烯體積分數V%隨時間t的變化曲線，請在圖II中補畫實驗Ⅲ中苯乙烯體積分數V%隨時間t的變化曲線。
（4）若實驗I中將乙苯的起始濃度改為1.2mol/L，其他條件不變，乙苯的轉化率將（填“增大”、“減小”或“不變”），計算此時平衡常數為_____________________。

查看答案和解析>>

同步練習冊答案