Question

【題目】金屬鐵用途廣泛,高爐煉鐵的總反應(yīng)為:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g),請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

（1）一定溫度下,在體積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),可以判斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是___________

A.密閉容器中總壓強(qiáng)不變

B.密閉容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變

C.密閉容器中混合氣體的密度不變

D.c(CO)=c(CO2)

E.Fe2O3的質(zhì)量不再變化

（2）一定溫度下,上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為3.0,該溫度下將4molCO、2molFe2O3、6molCO2、5molFe加入容積為2L的密閉容器中,此時(shí)反應(yīng)將向________________反應(yīng)方向進(jìn)行(填“正”或“逆”或“處于平衡狀態(tài)”);反應(yīng)達(dá)平衡后,若升高溫度,CO與CO2的體積比增大,則正反應(yīng)為______________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。

（3）已知:3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g) △H=–47kJ/mol

Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g) △H=+19kJ/mol

FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) △H=–11kJ/mol

則Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)的 △H=________________。

Answer 1

【答案】BCE 逆 放熱 -25kJ/mol

【解析】

(1)A.利用相同條件下，壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比進(jìn)行分析；

B.利用摩爾質(zhì)量的定義進(jìn)行分析；

C.利用密度的定義進(jìn)行分析；、

D.利用平衡狀態(tài)的定義進(jìn)行分析和判斷；

E.根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的定義進(jìn)行分析和判斷；

(2)利用Q和K的關(guān)系進(jìn)行分析和判斷；

(3)利用蓋斯定律進(jìn)行分析和計(jì)算；

(1)A. 相同條件下，氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，Fe2O3、Fe為固體，CO和CO2為氣體，且反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和相等，因此反應(yīng)任何時(shí)刻，壓強(qiáng)都是相等，因此密閉容器中總壓強(qiáng)不變，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故A不符合題意；

B. 根據(jù)M=,反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和相等，即氣體物質(zhì)的量始終不變，根據(jù)反應(yīng)方程式，向正反應(yīng)方向進(jìn)行，氣體質(zhì)量增大，因此當(dāng)氣體平均摩爾質(zhì)量不變，說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡，故B符合題意；

C. 根據(jù)密度的定義，容器為體積不變，即氣體體積保持不變，根據(jù)B選項(xiàng)分析，氣體質(zhì)量發(fā)生變化，即當(dāng)氣體密度保持不變，說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡，故C符合題意；

D. 根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的定義，平衡時(shí)各組分的濃度保持不變，但c(CO)=c(CO2)，不能作為達(dá)到平衡的標(biāo)志，故D不符合題意；

E. Fe2O3為反應(yīng)物，隨著反應(yīng)進(jìn)行，氧化鐵的質(zhì)量逐漸減小，當(dāng)氧化鐵的質(zhì)量不再變化，說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡，故E符合題意；

(2)Fe2O3、Fe為固體，因此該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為K=,該溫度下將4molCO、2molFe2O3、6molCO2、5molFe加入容積為2L的密閉容器中，判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，需要根據(jù)Q和K之間的關(guān)系進(jìn)行判斷，Q=>K=3,該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行；升高溫度，CO與CO2的體積比增大，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)勒夏特列原理，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

(3) 3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g) △H=–47kJ/mol ①

Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g) △H=+19kJ/mol ②

FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) △H=–11kJ/mol ③

根據(jù)目標(biāo)反應(yīng)方程式以及蓋斯定律可知，，△H=－25kJ/mol。