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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷27
铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛，研究铁及其化合物的应用意义重大。回答下列问题：
(1)已知高炉炼铁过程中会发生如下反应：
FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ΔH1
Fe2O3(s)+CO(g)=Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH3
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH4
上述总反应在高炉中大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如图：
温度250℃600℃1000℃2000℃
主要成分Fe2O3Fe3O4FeOFe

1600℃时固体物质的主要成分为_______，该温度下测得固体混合物中n(Fe)：n(O)=5：1，则FeO被CO还原为Fe的百分率为 _______(设其它固体杂质中不含Fe、O元素)。
(2)铁系金属常用作CO加氢反应的催化剂。已知某种催化剂可用来催化反应CO(g)+3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g) ΔH<0。在T℃，压强为p时将1molCO和3molH2加入容积为1L的密闭容器中。实验测得CO的体积分数χ(CO)如表：
t/min010203035
χ(CO)0.250.200.170.150.15

①前10min内，CO的平均反应速率υ(CO)=_______(保留两位有效数字)。
②达到平衡时，体系的总压强p与初始压强之比p0，p：p0=_______；
③如图是该反应CO的平衡转化率与温度、压强的关系。

图中温度T1、T2、T3由高到低的顺序是 _______，理由是 _______④45min时，保持容器的温度和体积不变，再加入1molCO和3molH2，再次达到平衡时，CO的平衡转化率 _______(填“>”、“<”或“=”)30min时CO的平衡转化率。
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铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛，研究铁及其化合物的应用意义重大。回答下列问题：
(1)已知高炉炼铁过程中会发生如下反应：FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ΔH1
Fe2O3(s)+ CO(g)=Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2
Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) ΔH3
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH4
则ΔH4的表达式为___________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。
(2)铁等金属可用作CO与氢气反应的催化剂。已知某种催化剂可用来催化反应CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) ΔH＜0。在T℃、106Pa时将1molCO和3molH2加入容积可变的密闭容器中，实验测得CO的体积分数φ(CO)如下表：
t/min01020304050
φ(CO)0.250.230.2140.2020.2000.200
①能判断反应CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)达到平衡的是___________(填字母)。
a．容器内压强不再发生变化     b．混合气体的密度不再发生变化
c．v正(CO)=3v逆(H2) d．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②达到平衡时CO的转化率为___________；在T℃、P0时该反应的压强平衡常数Kp=___________(用简单分数表示，分压=总压×物质的量分数)
③某种含铁催化剂可以催化合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率、实际催化率和催化剂催化效率的影响如图所示，结合图象分析温度低于250℃时CO2实际转化率变化的原因：___________。

(3)把高炉出来的气体经过处理后通入NaOH溶液中完全吸收。再用0.01mol·L-1的盐酸溶液进行滴定，所得气体与滴入的盐酸体积的关系如图，则该溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为：___________。
铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛，研究铁及其化合物的应用意义重大。回答下列问题：
(1)已知高炉炼铁过程中会发生如下反应：
Fe2O3(s)+CO(g)=Fe3O4(s)+CO2(g) ∆H1
Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) ∆H2
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ∆H3
则∆H3的表达式为___________（用含∆H1、∆H2的代数式表示）。
(2)铁等金属可用作CO与氢气反应的催化剂。已知某种催化剂可用来催化反应CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) ∆H<0。在T℃、106Pa时将1molCO和3molH2加入容积可变的密闭容器中，实验测得CO的体积分数φ(CO)如下表所示：
t/min01020304050
φ(CO)0.2500.2300.2140.2020.2000.200

①下列能判断反应CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)达到平衡的是___________（填序号）。
a．容器内压强不再发生变化
b．v正(CO)=3v逆(H2)
c．混合气体的密度不再发生变化
d．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②达到平衡时H2的转化率为___________（保留一位小数）；在T℃、P0时该反应的压强平衡常数Kp=___________（用简单分数表示，分压=总压×物质的量分数）；第50min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1molCO和3molH2，则H2的转化率___________（填“增大”“减小”或“不变”）。
(3)某种含铁催化剂可以催化合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率、t时刻的实际转化率和催化剂催化效率的影响如图甲所示，结合图象分析温度低于250°C时CO2实际转化率变大的原因：___________。

(4)把高炉出来的CO2气体经过处理后通入NaOH溶液中完全吸收。再用0.01mol·L-1的盐酸溶液进行滴定，所得气体与滴入的盐酸体积的关系如图乙，则该溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为___________。
铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛，研究铁及其化合物的应用意义重大。请回答下列问题：
（1）已知高炉炼铁过程中会发生如下反应：
FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)                  K1 　 ΔH1＝a kJ·mol−1
3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)          K2 　             ΔH2＝b kJ·mol−1
Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)             K3 　 ΔH3＝c kJ·mol−1

①Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)     ΔH＝_____kJ·mol−1（用含a、b、c的代数式表示）。
②上述反应对应的平衡常数K1、K2、K3随温度变化的曲线如图所示。则a_________b，（填“＞”、“＜”或“=”），理由是_________________。
（2）铁的氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应，下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是________。

（3）铁等金属可用作CO与H2反应的催化剂：CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)   
        ΔH＜0。在T℃，将l mol CO和3 mol H2加入2 L的密闭容器中。实验测得n(CO)随时间的变化如下表：

t/min

0

10

20

30

40

50

n(CO)/mol

1.0

0.70

0.45

0.25

0.10

0.10


①下列能判断该反应达到平衡的标志是______（填序号）。
   a．容器内压强不再发生变化        b．混合气体的密度不再发生变化
   c．v正(CO)=3v逆(H2)                     d．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②在0~20 min内v (H2)=______；在T℃时该反应的平衡常数K=_________。
③下图表示该反应中CO的转化率与温度、压强的关系。图中压强P1、P2、P3由高到低的顺序是_________。

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