(2014•江西模拟)高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:

1个回答

  • 解题思路:(1)依据盖斯定律和热化学方程式计算得到;

    (2)平衡常数结合化学方程式书写,用生成物平衡浓度的幂次方乘积除以反应物平衡浓度的幂次方乘积,依据计算得到a的值分析反应能量变化,结合化学平衡移动原理判断平衡常数岁温度变化;

    (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;

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

    a.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;

    b.固体量增加不影响化学平衡,增加Fe2O3不能提高CO的转化率.

    c.乙容器中一氧化碳增加,相当于增大压强,反应前后体积不变,甲容器中CO的平衡转化率等于乙的转化率;

    d.依据平衡三段式计算平衡物质的量;计算甲、乙容器中,CO的平衡浓度之比;

    (4)①通电后,将Co2+氧化成Co3+,电解池中阳极失电子发生氧化反应,电极反应为Co2+-e-═Co3+

    ②以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化,自身被还原为Co2+,原子守恒与电荷守恒可知,还原生成H+,配平写出:6Co3++CH3OH+H2O═CO2↑+6Co2++6H+

    (5)根据BaSO4的Ksp求出溶液中硫酸根的浓度,再根据SrSO4的Ksp求出Sr2+物质的量浓度;

    (1)①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)═2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1

    ②C(s,石墨)+CO2(g)═2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1

    依据盖斯定律计算①-②×3得到:Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ•mol-1

    则a=-28.5kJ•mol-1

    故答案为:-28.5kJ•mol-1

    (2)Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1,平衡常数K=

    c3(CO2)

    c3(CO);反应是放热反应,升温平衡逆向进行,平衡常数减小;

    故答案为:

    c3(CO2)

    c3(CO);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=

    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.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.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B错误;

    C.乙容器中一氧化碳增加,相当于增大压强,反应前后体积不变,甲容器中CO的平衡转化率等于乙的转化率,故C错误;

    D.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D正确;

    故答案为:AD;

    (4)①通电后,将Co2+氧化成Co3+,电解池中阳极失电子发生氧化反应,电极反应为Co2+-e-═Co3+

    故答案为:Co2+-e-═Co3+

    ②以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化,自身被还原为Co2+,结合原子守恒与电荷守恒可知,还原生成H+,配平书写离子方程式为:6Co3++CH3OH+H2O═CO2↑+6Co2++6H+

    故答案为:6Co3++CH3OH+H2O═CO2↑+6Co2++6H+

    (5)滤液中Ba2+浓度为1×10-5mol•L-1,则c(SO42-)=

    Ksp(BaSO4)

    c(Ba2+)=

    1.1×10−10

    1×10−5=1.1×10-5mol/L;

    所以滤液中Sr2+物质的量浓度为c(Sr2+)=

    Ksp(SrSO4)

    c(SO42−)=

    3.3×10−7

    1.1×10−5=0.03mol/L,当Sr2+物质的量浓度大于0.03mol/L是会析出SrSO4沉淀,所以滤

    点评:

    本题考点: 化学平衡常数的含义;用盖斯定律进行有关反应热的计算;化学平衡的计算;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;电解原理.

    考点点评: 本题考查了化学平衡的分析应用,化学反应速率、平衡常数计算应用、原电池原理、电解原理的电极反应书写方法、沉淀溶解平衡和溶度积常数的计算应用分析,题目难度中等.