高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:

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  • 解题思路:(1)依据热化学方程式 和盖斯定律计算分析判断;

    (2)Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)△H依据平衡常数概念写出表达式;

    (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,依据平衡三段式列式计算结合转化率概念计算得到;

    ②根据平衡状态的特征,分析解答.

    (1)①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1

    ②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2

    依据盖斯定律①-②×3得到Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)△H=△H1-3△H2

    故答案为:△H1-3△H2

    (2)Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)平衡常数K=

    c3(CO2)

    c3(CO);故答案为:

    c3(CO2)

    c3(CO);

    (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=

    c3(CO2)

    c3(CO)=

    (1+x)3

    (1−x)3=64,计算得到x=0.6

    转化率=60%

    故答案为:60%;

    ②Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1

    a.若容器压强始终恒定,不能标志反应达到平衡状态,故A错误;

    b.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B正确;

    c.乙容器中结合平衡常数计算得到消耗一氧化碳1mol,乙容器中CO的平衡转化率为66.6%,故C错误;

    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D错误;

    故答案为:B.

    点评:

    本题考点: 化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断.

    考点点评: 本题考查了热化学方程式和盖斯定律计算应用,平衡常数计算应用,化学平衡三段式列式计算方法题目难度中等.