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单选题适中0.65 引用2 组卷230

由铁及其化合物可制得FeSO₄·7H₂O、FeCl₃、K₂FeO₄等化工产品，它们在生产、生活中具有广泛应用。高炉炼铁的反应为 Fe₂O₃(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO₂(g) ΔH=-23.5 kJ·mol^-1。对于反应Fe₂O₃(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO₂(g)，下列有关说法正确的是

A．该反应一定能自发进行，则该反应的ΔS＞0

B．升高温度使反应物活化分子数增多，能提高反应速率和CO平衡转化率

C．增加炼铁炉高度，延长CO和铁矿石接触时间，能降低平衡时尾气中CO的体积分数

D．制备的生铁中含少量Fe_xC，相同条件下与酸反应放出氢气的速率比纯铁慢

21-22高三上·江苏镇江·期中

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高炉炼铁过程中发生反应：Fe₂O₃(s)+3CO(g)

2Fe(s)+3CO₂(g) ΔH=akJ/mol，该反应在不同温度下的平衡常数见右表。下列说法正确的是（）

温度T/°C	1000	1150	1300
平衡常数K	4.0	3.7	3.5

A．a>0

B．当反应达到平衡时，在其他条件不变的情况下，加入少量的Fe₂O₃，CO的转化率不变

C．为了使该反应的K增大，可以在其他条件不变时，增大c(CO)

D．1000°C下Fe₂O₃与CO反应，tmin达到平衡时c(CO)=2×10^-3mol/L，则用CO表示该反应的平均速率为2×10^-3/tmol/(L·min)

氧化铁在工业上有广泛的应用。
(1)炼铁高炉中存在以下热化学方程式
I．C(s) +CO₂(g) =2CO(g)

=+172.5kJ·mol^-1
II．Fe₂O₃(s) +CO(g)

2FeO(s)+CO₂(g)

=-3kJ·mol^-1
III．FeO(s) +CO(g)

Fe(s) +CO₂(g)

=-11kJ ·mol^-1
IV．Fe₂O₃ (s) +3CO(g)

2Fe(s)+3CO₂(g)

①上述反应中，

=___________ kJ ·mol^-1
②下图中能表示反应IV的平衡常数对数值(lgK)与温度的关系的是___________(填“I”或“II”)，原因是___________。

③1500°C时，在某体积可变的密闭容器中，按物质的量比2：3加入Fe₂O₃和CO发生反应IV ，则达平衡时，Fe₂O₃的转化率为___________；下列措施能够提高Fe₂O₃转化率的是___________(填字母序号)。
a．对体系加压 b．升高反应体系的温度
c．加入适量的Na₂O固体 d．增大CO在原料中的物质的量比
(2)一定条件下Fe₂O₃可被甲烷还原为“纳米级”的金属铁，其反应为： Fe₂O₃(s)+3CH₄(g)

2Fe(s)+ 3CO(g) +6H₂(g) ΔH ＞0
①反应在2 L的密闭容器中进行，5 min后达到平衡，测得Fe₂O₃在反应中质量消耗3.2 g，则该段时间内用反应物表达的平均反应速率为___________mol·L^-1·min^-1
②该反应达到平衡时，某物理量(Y)随温度变化如图所示，当温度由T₁升高到T₂时，平衡常数K_A___________ K_B(填“＞”“＜"或“=”)。纵坐标可以表示的物理量有___________填字母序号)。
a．H₂的逆反应速率 b．CH₄的的体积分数
c．混合气体的平均相对分子质量 d．混合气体的密度

我国是个钢铁大国，钢铁产量为世界第一，高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。
Ⅰ．已知：2CO(g) + O₂(g)＝2CO₂(g) ΔH＝－566 kJ/mol
2Fe(s) + 3/2O₂(g)＝Fe₂O₃(s) ΔH＝－825.5 kJ/mol
反应：Fe₂O₃(s)+3CO(g)

2Fe(s)+3CO₂(g) ΔH＝________ kJ/mol。
Ⅱ．反应1/3Fe₂O₃(s)+CO(g)

2/3 Fe(s)+CO₂(g)在1000℃的平衡常数等于4.0。在一容积为10 L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0 mol，反应经过10min后达到平衡。
（1）CO的平衡转化率为 __________。
（2）欲提高CO的平衡转化率，促进Fe₂O₃的转化，可采取的措施是 _________。
a．提高反应温度
b．增大反应体系的压强
c．选取合适的催化剂
d．及时吸收或移出部分CO₂
e．粉碎矿石，使其与平衡混合气体充分接触
Ⅲ．高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收，使其在一定条件下与H₂反应制备甲醇： CO(g)+2H₂(g)

CH₃OH(g)。请根据图示回答下列问题：

（1）从反应开始到平衡，用H₂浓度变化表示平均反应速率υ(H₂)＝_____________。
（2）若在温度和容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下表：

容器	反应物投入的量	反应物转化率	CH₃OH的浓度	能量变化（Q₁，Q₂，Q₃均大于0）
甲	1 mol CO和2 mol H₂	α₁	c₁	放出Q₁kJ热量
乙	1 mol CH₃OH	α₂	c₂	吸收Q₂kJ热量
丙	2 mol CO和4 mol H₂	α₃	c₃	放出Q₃kJ热量

则下列关系正确的是 _________（填序号）。
A ．c₁＝c₂；B．2Q₁＝Q₃；C．2α₁＝α₃；D．α₁+α₂=1；E．该反应若生成1 mol CH₃OH，则放出（Q₁+Q₂）kJ热量

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