【題目】鋼鐵行業(yè)是工業(yè)生產(chǎn)的重要支柱。

(1)已知高爐煉鐵的主要反應為:

①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-25 kJ·mol-1

②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H=-47 kJ·mol-1

③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H=+19 kJ·mol-1

寫出FeO(s)被CO還原生成Fe(s)和CO2的熱化學方程式:________________。

(2)恒溫恒容條件下進行反應Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g),下列各項能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是_______(填寫序號字母)。

a.v(CO)=v(CO2) b.CO、CO2 的濃度之比為1:1

c.容器內(nèi)壓強保持不變 d.混合氣體的密度保持不變

(3)ToC時,反應Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)的平衡常數(shù)為K=27。在1L的密閉容器中分別按下表所示加入物質(zhì),維持ToC反應一段時間達到平衡,甲、乙容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率之比=_________。

Fe2O3

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

(4)下列為合成甲醇的有關(guān)化學方程式:

①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)

②H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)

③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g)

某溫度下,上述三個反應的平衡常數(shù)數(shù)值分別為2.5,2.0和K3,則K3值為_______。

(5)比亞迪雙模電動汽車使用高鐵電池供電。高鐵電池的總反應為:3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH3Zn+2K2FeO4+8H2O,則充電時的陽極反應式為__________。

(6)煉鐵尾氣中含有CO,經(jīng)過回收可用于合成甲醇:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H=-90.1 kJ·mol-1。ToC,該反應的Kp=6.0×10-3kPa-2(用平衡分壓代替平衡濃度所得平衡常數(shù),分壓= 總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。該溫度下的某容器中,若起始充入2molH2、1molCO,平衡時甲醇的平衡分壓p(CH3OH)=24.0kPa,則平衡時混合氣體中CH3OH的體積分數(shù)約為________(用百分數(shù)表示,小數(shù)點后保留1位)。

【答案】FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) △H=-11kJ/mol ad 4:5 5.0 2Fe(OH)3+10OH-6e-2FeO42-+8H2O 44.4%

【解析】

1)根據(jù)蓋斯定律計算;

2)根據(jù)平衡狀態(tài)的特征分析判斷;

3)根據(jù)平衡常數(shù)結(jié)合三段式計算;

4)根據(jù)已知方程式進行疊加計算平衡常數(shù);

5)根據(jù)陽極發(fā)生得到電子的氧化反應分析解答;

6)根據(jù)方程式和平衡常數(shù)的含義計算甲醇的體積分數(shù)。

1)已知:

Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-25 kJ·mol1

3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H=-47 kJ·mol1

Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H=+19 kJ·mol1

根據(jù)蓋斯定律可知(①×3-②-③×2)/6即得到FeO(s)被CO還原生成Fe(s)和CO2的熱化學方程式為FeO(s)+CO(g)==Fe(s)+CO2(g) △H=-11kJ/mol

2)在一定條件下,當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時(但不為0),反應體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài),稱為化學平衡狀態(tài)。則

av(CO)v(CO2)表示反應速率的方向相反,且滿足反應速率之比是化學計量數(shù)之比,反應達到平衡狀態(tài),a正確;

bCO、CO2的濃度之比為11不能說明正逆反應速率相等,不一定達到平衡狀態(tài),b錯誤;

c.反應前后體積不變,容器內(nèi)壓強保持不變不能說明反應達到平衡狀態(tài),c錯誤;

d.密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值,在反應過程中容積始終是不變的,但質(zhì)量是變化的,則混合氣體的密度保持不變說明反應達到平衡狀態(tài),d正確。

答案選ad;

3)甲容器中 Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)

起始濃度(mol/L1 1

轉(zhuǎn)化濃度(mol/Lx x

平衡濃度(mol/L1x 1+x

乙容器中 Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)

起始濃度(mol/L2 1

轉(zhuǎn)化濃度(mol/Ly y

平衡濃度(mol/L2y 1+y

、

解得x0.5、y1.25,即甲中轉(zhuǎn)化為是50%,乙中轉(zhuǎn)化率為62.5%,所以甲、乙容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率之比50%:62.5%=45;

4)已知:

2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) K1

H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) K2

3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

①+②即得到反應③,則K3K1×K22.5×2.05.0;

5)高鐵電池的總反應為3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH3Zn+2K2FeO4+8H2O,充電時氫氧化鐵失去電子轉(zhuǎn)化為高鐵酸鉀,則充電時的陽極反應式為2Fe(OH)3+10OH-6e-2FeO42-+8H2O。

6)起始時投入2molH2、1molCO,二者按21反應,故平衡時二者物質(zhì)的量之比為21,二者分壓之比為21,設(shè)平衡時CO分壓為P,則氫氣分壓為2P,該反應的平衡常數(shù)Kp=6.0×10-3kPa-2,反應達到平衡時pCH3OH)=24.0kPa,則,解得P=10kPa,相同條件下,壓強之比等于物質(zhì)的量之比,故平衡時H2CO、CH3OH的物質(zhì)的量之比為201024=10512,則平衡混合氣體中CH3OH的物質(zhì)的量分數(shù)為12/(10+5+12100%≈44.4%。

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(1)F的一種氧化物常用作紅色油漆和涂料,這種氧化物的俗稱為________。

(2)E在電氣、電子工業(yè)中應用最廣,也是人類發(fā)現(xiàn)最早的金屬之一。寫出E與C反應的離子方程式________,利用電解法可提純E物質(zhì),在該電解反應中陽極物質(zhì)是________,陰極物質(zhì)是________,電解質(zhì)溶液是__。

(3)寫出下列物質(zhì)的化學式:A________、G________。

(4)將B與SO2等體積混合后,通入品紅溶液中,觀察到的現(xiàn)象是__________,涉及的離子方程式為______,工業(yè)上獲得B的重要途徑是________(用化學方程式表示)。

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【題目】銅的冶煉大致可分為以下幾個步驟:

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(2)焙燒,主要反應為(爐渣);

(3)制粗銅,在1200℃的條件下發(fā)生的主要反應為,;

(4)電解精煉。

下列說法不正確的是

A. 上述焙燒過程中的尾氣不可直接排放

B. 6mol生成6molCu時,在整個過程中共消耗15mol

C. 在反應中,只有作氧化劑

D. 電解精煉屬于化學變化

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【題目】雙氧水、84消毒液是日常生活中常用的消毒劑。

(1)84消毒液(主要成分是NaClO)溶液呈堿性,用離子方程式表示其原因:_____________________。

(2)雙氧水和84消毒液混合失去消毒作用,并產(chǎn)生無色無味氣體,在該反應中氧化劑是____________

(3)工業(yè)上,制備84消毒液的原理是:以惰性電極電解飽和氯化鈉溶液,產(chǎn)生的氯氣用生成的燒堿溶液吸收。陰極發(fā)生的電極反應式為_________________________;寫出總反應的化學方程式______________。

(4)實驗室分別用KMnO4、H2O2、KClO3制備O2,當?shù)玫降荣|(zhì)量的O2時,各反應中轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目之比為______________

(5)雙氧水是二元弱酸,298 K時,Ka1=1.6×1012,Ka2=1.0×1025。則298 K時,0.1 mol·L1雙氧水溶液的pH≈________________。(已知:lg2≈0.3)

(6)將V2O5溶于足量稀硫酸得到250mL(VO2)2SO4溶液。取25.00mL該溶液于錐形瓶中,用0.1000 mol·L-1H2C2O4標準溶液進行滴定,達到滴定終點時消耗標準溶液的體積為20.00mL。已知滴定過程中H2C2O4被氧化為CO2,VO2+(黃色)被還原為VO2+(藍色)。

①該滴定實驗不需要另外加入指示劑,達到滴定終點的現(xiàn)象是___________________

②(VO2)2SO4溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為___________________。

③達到滴定終點時,仰視滴定管讀數(shù)將使結(jié)果_________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

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C. t>c時產(chǎn)生氫氣的速率降低主要是因為溶液中c(H)降低

D. t=c時反應處于平衡狀態(tài)

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