分析 (1)發(fā)生反應(yīng):Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2,根據(jù)蓋斯定律書寫目標(biāo)熱化學(xué)方程式;
(2)①可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時,正、逆反應(yīng)速率相等,各組分的濃度、含量不變,由此衍生的一些其它物理量不變,注意判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化,當(dāng)該物理量由變化到不變化,說明到達(dá)平衡;
②利用三段式計算平衡時各組分濃度、各組分濃度變化量,進(jìn)而計算CO的轉(zhuǎn)化率;
③根據(jù)v=△c△t計算v(CO2);
④欲提高該反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率,應(yīng)改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動,結(jié)合平衡移動原理方向,注意反應(yīng)前后氣體的體積不變;
⑤結(jié)合②中的計算,代入平衡常數(shù)K=c4(CO2)c4(CO)計算.
解答 解:(1)已知:①Fe3O4(s)+4C(石墨)?3Fe(s)+4CO(g)△H=+646.0kJ/mol
②C(石墨)+CO2(g)?2CO(g)△H=+172.5kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,①-②×4可得Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g),故△H=+646.0kJ/mol-4×(+172.5kJ/mol)=-44.0kJ/mol,故反應(yīng)熱化學(xué)方程式為:Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g)△H=-44.0kJ/mol,
故答案為:Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g)△H=-44.0kJ/mol;
(2)對應(yīng)可逆反應(yīng):Fe3O4(s)+4CO(g)?3Fe(s)+4CO2(g)△H=-44.0kJ/mol,
①a.反應(yīng)前后氣體的體積不變,容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變化,壓強(qiáng)不變化不能說明到達(dá)平衡,故a錯誤;
b.容器內(nèi)CO、CO2物質(zhì)的量比與CO的轉(zhuǎn)化率有關(guān),平衡時不一定為1:1,故b錯誤;
c.氣體有CO轉(zhuǎn)化為二氧化碳,氣體的質(zhì)量增大,容器內(nèi)氣體的質(zhì)量不再變化,說明反應(yīng)到達(dá)平衡,故c正確;
d.生成CO2的速率與消耗CO的速率相等,均表示正反應(yīng)速率,反應(yīng)始終按速率之比為1:1進(jìn)行,故d錯誤,
故答案為:c;
②T℃時,在 2L恒容密閉容器中,加入Fe3O4、CO各1.0mol,10min反應(yīng)達(dá)到平衡時,容器中CO2的濃度是0.4mol/L,則:
Fe3O4(s)+4CO(g)?3Fe(s)+4CO2(g)
開始(mol/L):0.5 0
轉(zhuǎn)化(mol/L):0.4 0.4
平衡(mol/L):0.1 0.4
故CO的轉(zhuǎn)化率為0.4mol/L0.5mol/L×100%=80%,
故答案為:80%;
③10min內(nèi)v(CO2)=0.4mol/L10min=0.04mol/(L.min),
故答案為:0.04mol/(L.min);
④欲提高該反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率,應(yīng)改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動,
a.正反應(yīng)為放熱反應(yīng),提高反應(yīng)溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,CO的轉(zhuǎn)化率降低,故a錯誤;
b.移出部分CO2,平衡向正反應(yīng)方向移動,CO的轉(zhuǎn)化率增大,故b正確;
c.加入合適的催化劑,同等程度增大正、逆反應(yīng)速率,縮短到達(dá)平衡的時間,平衡不移動,CO的轉(zhuǎn)化率不變,故c錯誤;
d.減小容器的容積,壓強(qiáng)增大,由于反應(yīng)氣體氣體的體積不變,平衡不一定,CO轉(zhuǎn)化率不變,故d錯誤,
故答案為:b;
⑤由平衡時二氧化碳濃度為0.4mol/L,由②中的計算可知,平衡時CO濃度為0.1mol/L,故該穩(wěn)定性平衡常數(shù)K=c4(CO2)c4(CO)=0.440.14=256,
故答案為:256.
點(diǎn)評 本題比較綜合,涉及熱化學(xué)方程式書寫、平衡狀態(tài)判斷、反應(yīng)速率計算、平衡常數(shù)計算、化學(xué)平衡移動及計算等,注意平衡狀態(tài)判斷中選擇判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化,該物理量由變化到不變化,說明到達(dá)平衡,(3)中平衡常數(shù)計算時注意:同一反應(yīng)中化學(xué)計量數(shù)不同,平衡常數(shù)也發(fā)生變化,難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來源:2016-2017學(xué)年河南省高二上第一次月考化學(xué)卷(解析版) 題型:選擇題
原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān),也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說法中正確的是
A.(1)(2)中Mg作負(fù)極,(3)(4)中Fe作負(fù)極
B.(2)中Mg作正極,電極反應(yīng)式為6H2O+6e-=6OH-+3H2↑
C.(3)中Fe作負(fù)極,電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+
D.(4)中Cu作正極,電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 增大 | B. | 減小 | C. | 不變 | D. | 無法確定 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 黃銅 | B. | 合金鋼 | C. | 硬鋁 | D. | 金箔 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 2molSO2和1molO2在一定條件下充分反應(yīng)后,混合物的分子數(shù)為2NA | |
B. | 25℃時,1L,pH=1的稀硫酸溶液中含有的H+數(shù)目為0.1NA | |
C. | 用惰性電極電解1L濃度均為0.2mol/L的Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液,當(dāng)有0.2NA個電子轉(zhuǎn)移時,理論上陰極析出6.4g金屬 | |
D. | 電解精煉銅(粗銅含鐵、鋅、銀、金雜質(zhì)),陰極析出1 mol Cu,陽極失去的電子數(shù)小于2NA |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | Janusene的分子式為C30H20 | |
B. | Janusene屬于苯的同系物 | |
C. | Janusene苯環(huán)上的一氯代物有8種 | |
D. | Janusene既可發(fā)生氧化反應(yīng),又可發(fā)生還原反應(yīng) |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 6 | B. | 7 | C. | 9 | D. | 10 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 蒸發(fā)操作時,應(yīng)使混合物中的水分完全蒸干后,才能停止加熱 | |
B. | 蒸餾操作時,應(yīng)使溫度計水銀球靠近蒸餾燒瓶的支管口處 | |
C. | 萃取操作時,選擇的萃取劑的密度必須比水大 | |
D. | 分液操作時,上層液體從分液漏斗下口放出 |
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