我國是個鋼鐵大國,鋼鐵產(chǎn)量為世界第一,高爐煉鐵是最為普遍的煉鐵方法.
I. 已知：2CO(g)+ O2(g)＝2CO2(g),ΔH＝-566 kJ·mol-1
2Fe(s)+ O2(g)＝Fe2O3(s),ΔH＝-825.5 kJ·mol-1
反應(yīng)：Fe2O3(s)+ 3CO(g) 2Fe(s)+ 3CO2(g),ΔH＝______ kJ·mol-1.
Ⅱ. 反應(yīng)Fe2O3(s)+ CO(g)Fe(s)+ CO2(g)在1000℃的平衡常數(shù)等于4.在一個容積為10L的密閉容器中,1000℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反應(yīng)經(jīng)過l0min后達(dá)到平衡.
（1）CO的平衡轉(zhuǎn)化率=____________.
（2）欲提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率,促進(jìn)Fe2O3的轉(zhuǎn)化,可采取的措施是________.
a．提高反應(yīng)溫度
b．增大反應(yīng)體系的壓強
c．選取合適的催化劑
d．及時吸收或移出部分CO2
e．粉碎礦石,使其與平衡混合氣體充分接觸
Ⅲ.高爐煉鐵產(chǎn)生的廢氣中的CO可進(jìn)行回收,使其在一定條件下和H2反應(yīng)制備甲醇:
CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g).請根據(jù)圖示回答下列問題:

（1）從反應(yīng)開始到平衡,用H2濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(H2)=________.
（2）若在溫度和容器相同的三個密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,測得反應(yīng)達(dá)到平衡吋的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

容器
反應(yīng)物投入的量
反應(yīng)物的
轉(zhuǎn)化率
CH3OH的濃度
能量變化
(Q1、Q2、Q3均大于0)
甲
1mol CO和2mol H2
α1
c1
放出Q1kJ熱量
乙
1mol CH3OH
α2
c2
吸收Q2kJ熱量
丙
2mol CO和4mol H2
α3
c3
放出Q3kJ熱量
 
則下列關(guān)系正確的是________.
A．c1=c2
B．2Q1=Q3
C．2a1=a3
D．a(chǎn)1 +a2 =1
E．該反應(yīng)若生成1mol CH3OH，則放出(Q1+Q2)kJ熱量
（3）若在一體積可變的密閉容器中充入l molCO、2molH2和1molCH3OH,達(dá)到平衡吋測得混合氣體的密度是同溫同壓下起始的1.6倍,則該反應(yīng)向________(填“正”、“逆”)反應(yīng)方向移動.
（4）甲醇可與氧氣構(gòu)成燃料電池,該電池用多孔的惰性電極浸入濃氫氧化鉀溶液,寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)式______________________.

I．-23.5（2分）
Ⅱ．（1）60％（2分）          （2）d（2分）
Ⅲ．（1）0.15mol/(L·min) （2分）    （2） A  D  E (3分，每個1分，有錯選不得分)
（3）正 （2分）
（4）CH3OH + 8OH- - 6e- ＝ CO32- + 6H2O.（2分）

解析試題分析：I．根據(jù)蓋斯定律可得：?H=3/2?H1-?H2=-23.5kJ?mol?1。
Ⅱ．（1）v(H2)=2v(CH3OH)=2×0.75mol/L÷10min=0.15mol/(L·min)
（2）A、1mol CO和2mol H2與1mol CH3OH等效，甲從左向右反應(yīng)，乙從右向左反應(yīng)，最終產(chǎn)物的濃度相等，故A項、D項正確；2mol CO和4mol H2等效于2mol CH3OH，壓強增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，所以B項、C項錯誤；因為a1 +a2 =1，甲容器與乙容器的逆反應(yīng)相當(dāng)于生成1mol CH3OH，所以若生成1mol CH3OH，則放出(Q1+Q2)kJ熱量，E項正確。
（3）反應(yīng)前l(fā) molCO、2molH2和1molCH3OH的平均摩爾質(zhì)量為（1mol×28g/mol+2mol×2g/mol+1mol×32g/mol）÷4mol=16g/mol，達(dá)到平衡吋測得混合氣體的密度是同溫同壓下起始的1.6倍,則平衡時平均摩爾質(zhì)量為29g/mol×1.6=46.4g/mol，說明反應(yīng)向平均摩爾質(zhì)量增大的方向即正反應(yīng)方向移動。
（4）甲醇在負(fù)極反應(yīng)，在堿性條件下生成CO32?，根據(jù)C元素的化合價變化配平可得電極方程式。
考點：本題考查蓋斯定律的應(yīng)用、反應(yīng)速率的計算、化學(xué)平衡的應(yīng)用、電極方程式的書寫。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

下圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的一部分，試運用所學(xué)知識，解決下列問題：

I．已知該產(chǎn)業(yè)鏈中某反應(yīng)的平衡表常數(shù)達(dá)式為：K＝，它所對應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                            。
II．二甲醚（CH3OCH3）在未來可能替代柴油和液化氣作為潔凈液體燃料使用，工業(yè)上以CO和H2為原料生產(chǎn)CH3OCH3。工業(yè)制備二甲醚在催化反應(yīng)室中（壓力2．0～10．0Mpa，溫度230～280℃）進(jìn)行下列反應(yīng)：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H1＝－90．7kJ·mol－1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H2＝－23．5kJ·mol－1
③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H3＝－41．2kJ·mol－1
（1）催化反應(yīng)室中總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為                                         。
830℃時反應(yīng)③的K＝1．0，則在催化反應(yīng)室中反應(yīng)③的K    1．0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）在某溫度下，若反應(yīng)①的起始濃度分別為：c(CO)＝1 mol/L，c(H2)＝2．4 mol/L，5 min后達(dá)到平衡，CO的轉(zhuǎn)化率為50％，則5 min內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率為      　     ；若反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(CO)＝4 mol/L，c(H2)＝a mol/L；達(dá)到平衡后，c(CH3OH)＝2 mol/L，a＝        mol/L。
（3）反應(yīng)②在t℃時的平衡常數(shù)為400，此溫度下，在0．5L的密閉容器中加入一定的甲醇，反應(yīng)到某時刻測得各組分的物質(zhì)的量濃度如下：

物質(zhì)
CH3OH
CH3OCH3
H2O
c(mol/L)
0．8
1．24
1．24
 
①此時刻v正   v逆（填“大于”“小于”或“等于”
②平衡時二甲醚的物質(zhì)的量濃度是                    。
以二甲醚、空氣、KOH 溶液為原料，以石墨為電極可直接構(gòu)成燃料電池，則該電池的負(fù)極反應(yīng)式為                                              ；若以1．12L/min（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的速率向電池中通入二甲醚，用該電池電解500mL2mol/L CuSO4溶液，通電0．50 min后，計算理論上可析出金屬銅的質(zhì)量為                         

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

為了減少CO對大氣的污染，某研究性學(xué)習(xí)小組擬研究CO和H2O反應(yīng)轉(zhuǎn)化為綠色能源H2。已知：

2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g) ΔH =－566 kJ·moL－1
2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g) ΔH =－483.6 kJ·moL－1
H2O(g)＝H2O(l) ΔH =－44.0 kJ·moL－1
（1）氫氣的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱△H  =          kJ·moL－1。
（2）寫出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的熱化學(xué)方程式：                                                 。
（3）H2是一種理想的綠色能源，可作燃料電池；若該氫氧燃料電池以KOH為電解質(zhì)溶液，其負(fù)極的電極反應(yīng)式是                                                 。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

完成下列熱化學(xué)方程式（化學(xué)方程式、電極反應(yīng)式、表達(dá)式等）的書寫：
（1）已知：2Cu(s)＋1/2O2(g)=Cu2O(s)；△H=-169kJ·mol-1，
C(s)＋1/2O2(g)=CO(g)；△H=-110.5kJ·mol-1，
Cu(s)＋1/2O2(g)=CuO(s)；△H=-157kJ·mol-1
用炭粉在高溫條件下還原CuO生成Cu2O的熱化學(xué)方程式是：                
（2）在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：             
（3）以甲烷、空氣為反應(yīng)物，KOH溶液作電解質(zhì)溶液構(gòu)成燃料電池，則負(fù)極反應(yīng)式為：           。
（4）鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕的電池反應(yīng)方程式為                     。
（5）“鎂—次氯酸鹽”燃料電池，其裝置示意圖如圖，該電池反應(yīng)的總反應(yīng)方程式為_______________。

（6）工業(yè)上電解熔融氯化鈉的方程式為                                        。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

摩托羅拉公司開發(fā)了一種以甲醇為原料，以KOH為電解質(zhì)的用于手機的可充電的高效燃料電池，充一次電可以連續(xù)使用一個月。已知該電池的總反應(yīng)式為：
2CH3OH＋3O2＋4KOH2K2CO3＋6H2O
請?zhí)羁眨?br />(1)放電時：負(fù)極的電極反應(yīng)式為_________________________________________________________。
(2)通入甲醇一端的電極是________極，電池在放電過程中溶液的pH將_______ (填“上升”、“下降”或“不變”)。
(3)若在常溫、常壓下，1 g CH3OH燃燒生成CO2和液態(tài)水時放出22.68 kJ的熱量，表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

Ⅰ：工業(yè)上用CO2和H2在一定條件發(fā)生如下反應(yīng)合成甲醇并放出大量的熱：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1   回答下列問題。
（1）已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   ΔH2
則反應(yīng)2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)  ΔH=           （用含ΔH1、ΔH2表示）
（2）若反應(yīng)溫度升高，CO2的轉(zhuǎn)化率       (填“增大”“減小”或“不變”）。
（3）寫出在酸性環(huán)境中，甲醇燃料電池中的正極反應(yīng)方程式                             
Ⅱ：生產(chǎn)甲醇的原料H2可用如下方法制得：CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3H2(g)，一定溫度下，將2 mol CH4和4 mol H2O通入容積為10L的密閉反應(yīng)室中，反應(yīng)中CO的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖所示，請回答下列問題：

（4）反應(yīng)進(jìn)行到4分鐘到達(dá)平衡。請計算從反應(yīng)開始到剛剛平衡，平均反應(yīng)速率v(H2)為               ；并求此反應(yīng)在此溫度下的平衡常數(shù)（在答題卡對應(yīng)的方框內(nèi)寫出計算過程）。
（5）在第5分鐘時將容器的體積瞬間縮小一半后，若在第8分鐘時達(dá)到新的平衡（此時CO的濃度約為0.25 mol·L—1 ），請在圖中畫出第5分鐘后H2濃度的變化曲線。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，

（1）上圖是N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成1mol NH3(g)過程中能量變化示意圖，請寫出N2和H2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：                                                        。
（2）若已知下列數(shù)據(jù)：

化學(xué)鍵
H－H
N≡N
鍵能/kJ·mol－1
435
943
 
試根據(jù)表中及圖中數(shù)據(jù)計算N-H的鍵能         kJ·mol－1。
（3）合成氨反應(yīng)通常用鐵觸媒作催化劑。使用鐵觸媒后E1和E2的變化是：E1               ，E2______，
△H       (填“增大”、“減小”、“不變”)。
（4）用NH3催化還原NOX還可以消除氮氧化物的污染。例如
4NH3(g)+3O2(g)＝ 2N2(g)+6H2O(g) ；△H1＝akJ·mol-1
N2(g)+O2(g)＝2NO(g)；       △H2＝bkJ/mol
若1mol NH3還原NO至N2，則該反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱△H3＝       kJ/mol（用含a、b的式子表示）。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

沼氣（主要成分是甲烷）是一種廉價的能源，把農(nóng)村中大量存在的農(nóng)作物秸稈、雜草、人畜糞便等在沼氣池中發(fā)酵，便可產(chǎn)生沼氣，沼氣完全燃燒可以用來點燈、做飯。
（1）在101kPa時，32gCH4燃燒生成CO2和氣態(tài)H2O，放出1604kJ的熱量，寫出甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為__________________________________________________________。
（2）120℃，取CH4和過量O2的混合氣體共0.4mol，點燃使其充分反應(yīng)，將燃燒后的氣體通過足量的堿石灰（NaOH和CaO的固體混合物）充分吸收，堿石灰增重8g。計算：原混合氣體中CH4和O2的體積比是多少？

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

1）一種新型鋰電池是將化學(xué)式為Li4Ti5O12的物質(zhì)作為電池的正極材料，在放電的過程中變?yōu)榛瘜W(xué)式為Li4Ti5O12的物質(zhì)。
①Li4Ti5O12中Ti元素的化合價為        ，鋰電池的突出優(yōu)點是        。
②該鋰電池是一種二次電池，放電時的負(fù)極反應(yīng)式為            ，充電時的陽極反應(yīng)式為        。
（2）用氧化還原滴定法測定制備得到的TiO2試樣中的TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：在一定條件下，將TiO2溶解并還原為Ti3+，再以KSCN溶液作為指示劑，用NH4Fe（SO4）2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
①TiCl4水解生成TiO2·xH2O的化學(xué)方程式為           。
②滴定終點的現(xiàn)象是           。
③滴定分析時，稱取TiO2試樣0．2g，消耗0.1mol·L-1 NH4Fe（SO4）2櫟準(zhǔn)溶液20ml．則TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____           。
④若在滴定終點，讀取滴定管刻度時，俯視標(biāo)準(zhǔn)溶液的液面，使其測定結(jié)果        （填“偏大”、“偏小”或“無影響”）o
（3）已知：

則TiCl4（I）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s）的△H=       KJ·mol-1。

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