Question

（14分）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)    ΔH = a kJ mol^－1

（1）已知： ①Fe₂O₃(s)+3C(石墨) = 2Fe(s)+3CO(g)    ΔH₁ = + 489.0 kJ mol^－1

②C(石墨)+CO₂(g) = 2CO(g)            ΔH₂ = + 172.5 kJ 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2 L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	CO2
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）（2分）-28.5 （2）（2分） （2分）减小

（3）①（2分）60 % ②（2分）ac（漏选得1分，错选不得分）

（4）①（2分）bc（漏选得1分，错选不得分）；②（2分）锌

【解析】

试题分析：（1）将方程式①-②×3得，a=-28.5 ；（2）化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时，各生成物浓度与各反应物浓度幂之积的比，所以K=；该反应是放热反应，升高温度平衡向吸热的逆反应方向移动，导致K减小；（3）①a．由于该反应是反应前后气体的质量发生改变，而气体的物质的量不变，所以若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态，正确；设CO转化的物质的量是X，则平衡时剩余CO的物质的量浓度是，二氧化碳的物质的量浓度是，平衡常数是K==64，解得X=0.6mol，所以CO的转化率是60%。②b. 设CO转化的物质的量是x，则平衡时剩余CO的物质的量浓度是，二氧化碳的物质的量浓度是，由于平衡常数K==64，所以x=1.4mol，所以其转化率是(1.4mol ÷2mol)×100％=70%，所以乙容器中一氧化碳的转化率大，故b错误。c．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为(1-0.6)mol：(2-1.4)mol)=0.4mol：0.6mol=2∶3，正确；d.氧化铁是固体，浓度不能发生改变，所以增加氧化铁的物质的量不能改变CO的转化率，错误。故正确选项是a、c。（4）①铁作电解池的阴极和原电池的正极能保护铁，故选b、c；②若用d装置保护Fe，则构成原电池，该金属的活动性应该用比铁活泼的金属，采用牺牲阳极的阴极保护法，可以选锌。

考点：考查热化学方程式的应用、化学反应速率和化学平衡、原电池、电解质反应原理的应用的知识。