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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:317 题号:7450766
钢铁行业是工业生产的重要支柱。
(1)已知高炉炼铁的主要反应为:
①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)       △H=-25 kJ·mol-1
②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)       △H=-47 kJ·mol-1
③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)       △H=+19 kJ·mol-1
写出FeO(s)被CO还原生成Fe(s)和CO2的热化学方程式:________________
(2)恒温恒容条件下进行反应Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g),下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填写序号字母)。
a.v(CO)=v(CO2)                                b.CO、CO2 的浓度之比为1:1
c.容器内压强保持不变                            d.混合气体的密度保持不变
(3)ToC时,反应Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)的平衡常数为K=27。在1L的密闭容器中分别按下表所示加入物质,维持ToC反应一段时间达到平衡,甲、乙容器中CO的平衡转化率之比=_________
Fe2O3COFeCO2
甲容器1.0 mol1.0 mol1.0 mol1.0 mol
乙容器1.0 mol2.0 mol1.0 mol1.0 mol
(4)下列为合成甲醇的有关化学方程式:
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)
②H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)
③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
某温度下,上述三个反应的平衡常数数值分别为2.5,2.0和K3,则K3值为_______
(5)比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电。高铁电池的总反应为:3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH3Zn+2K2FeO4+8H2O,则充电时的阳极反应式为__________
(6)炼铁尾气中含有CO,经过回收可用于合成甲醇:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)   △H=-90.1 kJ·mol-1。ToC,该反应的Kp=6.0×10-3kPa-2(用平衡分压代替平衡浓度所得平衡常数,分压= 总压×物质的量分数)。该温度下的某容器中,若起始充入2molH2、1molCO,平衡时甲醇的平衡分压p(CH3OH)=24.0kPa,则平衡时混合气体中CH3OH的体积分数约为________(用百分数表示,小数点后保留1位)。

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【推荐1】减弱温室效应的方法之一是将CO2回收利用。回答下列问题:
(1)在催化剂存在下可将CO2应用于生产清洁燃料甲烷,相关反应如下:
主反应:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH1
副反应:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ·mol-1
已知:H2和CH4的燃烧热分别为-285.5kJ·mol-1和-890.0kJ·mol-1
H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44kJ·mol-1
①ΔH1=___kJ·mol-1
②有利于提高CH4平衡产率的反应条件是___(至少写两条)。工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是___
③T℃时,若在体积恒为2L的密闭容器中同时发生上述反应,将物质的量之和为5mol的H2和CO2以不同的投料比进行反应,结果如图1所示。若a、b表示反应物的转化率,则表示H2转化率的是____,c、d分别表示CH4(g)和CO(g)的体积分数,由图可知=____时,甲烷产率最高。若该条件CO的产率趋于0,则T℃时主反应的平衡常数K=____

(2)可利用NaOH溶液捕获CO2。若过程中所捕获的CO2刚好将NaOH完全转化为Na2CO3,则所得溶液中c(Na+)___c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)(填“>”、“<”或“=”);若所得溶液中c(HCO)∶c(CO)=2∶1,溶液pH=___。(室温下,H2CO3K1=4×10−7K2=5×10−11
2020-11-19更新 | 342次组卷
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【推荐2】硫及其化合物在生产、生活中有着重要的应用价值。请按要求回答下列问题。
(1)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理.

通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ) 制氢的热化学方程式分别为__________________;制得等量H2所需能量较少的是系统_________
(2)H2S CO2在高温下发生反应: H2S(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g)。在340℃时,将0.10molCO20.10molH2S充入2.5 L的空钢瓶中。
①该反应平衡后H2O(g)的物质的量分数为0.3,H2S的平衡转化率α1=____,反应平衡常数K=____
②在350℃重复试验,平衡后H2O(g)的物质的量分数为0.4,H2S的转化率α2_____α1,(“>”“<”“=”)该反应的△H____0。
③测定钢铁中硫含量: 将钢铁中的硫转化为H2SO3,然后用一定浓度的I2溶液进行滴定,所用指示剂为____,滴定反应的离子方程式为__________
已知25 ℃时,H2SO3的电离常数Ka1=1×10-2,Ka2=5×10-8,则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kb=_____。若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中c(H2SO3)/c(HSO3-)_______(增大”、“减小不变" ).
2018-01-20更新 | 133次组卷
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【推荐3】肼(N2H4)是一种高能燃料,在工业生产中用途广泛。
(1)肼(N2H4)也可与NO2发生反应,产物均不污染环境。请写出反应方程式:____________________
(2)肼性质与氨气相似,易溶于水,可发生如下电离过程:
N2H4 + H2O N2H5+ + OH-       I                  N2H5+ +H2O N2H62+ + OH-     II
① 常温下,某浓度N2H6Cl2溶液的pH为4,则该溶液中由水电离产生的c(H+)为__________
② 已知在相同条件下过程I的进行程度大于N2H5+的水解程度。常温下,若0.2 mol/L N2H4溶液与0.1 mol/L HCl溶液等体积混合,则此时溶液呈_________性,溶液中N2H5+、Cl-、OH-、H+、N2H4浓度由大到小的顺序为___________________


(3)肼和氧气在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如图):
温度较低时主要发生反应a:N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g)
温度较高时主要发生反应b:N2H4(g)+2O2(g)2NO(g)+2H2O(g)
①若反应b在1000℃时的平衡常数为K1,1100℃时的平衡常数为K2,则K1___________________K2。(填“>”、“<”或“=”)
②某温度下,容积固定的密闭容器中,下列描述可说明反应a达到平衡的是___________________
A.v(N2)=v(N2H4)
B.c(N2H4):c(O2):c(N2)=1:1:1
C.混合气体的密度不再改变
D.体系的压强不再发生变化
E.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
③1000℃,反应b达到平衡时,下列措施能使容器中变大的是___________________
A.恒容条件下充入He   B.增大容器体积   C.恒容条件下下充入N2H4   D.使用催化剂
2017-04-02更新 | 213次组卷
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