高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g)△H=akJmol-1(

2025-03-18 05:10:23
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(1):①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJmol-1
②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJmol-1
依据盖斯定律①-②×3得到
Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1
a=-28.5
故答案为:-28.5;
(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.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b错误;
c.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c正确;
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:ac;
(4)①装置中原电池的正极和电解池的阴极可以得到保护;bc可以保护铁;
故答案为:bc;
②装置为原电池,若用d装置保护铁,X极的电极材料应比铁活泼可以选择锌;
故答案为:锌;