问题 填空题

铁及其化合物在生产、生活中有广泛应用。请回答下列问题:

(1)水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是:3Fe2+2S2O32-+O2+xOH→Fe3O4↓+S4O32-+2H2O

①上述离子方程式中x=________;

②每生成1 mol Fe3O4,反应转移的电子为________mol;

(2)某高效净水剂可由Fe(OH)SO4聚合得到。工业上以FeSO4、NaNO2和稀硫酸为原料来制备Fe(OH)SO4,反应中有NO生成,化学方程式为       

高炉炼铁过程中发生的主要反应为:Fe2O3(s)+ CO(g)   Fe(s)+CO2(g)+Q

已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:

温度/℃100011151300
平衡常数4.03.73.5
 

(3)该反应的平衡常数表达式K=_             ;Q    0(填“>”、“<”或“=”);

(4)欲提高上述反应中CO的平衡转化率,可采取的措施是             

A.提高反应温度         B.移出部分CO2

C.加入合适的催化剂     D.减小容器的容积

(5)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,此时v             v(填“等于”、“大于”或“小于”)。经过l0 min,在1000℃达到平衡,则该时间范围内反应的平均反应速率v (CO2)=               

答案

(1)4、4

(2)2FeSO4 + 2NaNO2 + H2SO4 =2Fe(OH) SO4 + Na2SO4 + 2NO↑

(3)     >

(4)B

(5)大于、  0.006 mol/(L·min)

题目分析:(1)①根据电荷守恒可知:X=4,②由方程式可得:每生成1 mol Fe3O4,反应转移的电子为4mol;

(2)工业上以FeSO4、NaNO2和稀硫酸为原料来制备Fe(OH)SO4的方程式为2FeSO4 + 2NaNO2 + H2SO4 =2Fe(OH) SO4 + Na2SO4 + 2NO↑。

(3)高炉炼铁过程中发生的主要反应的化学平衡常数为。由于升高温度K减小,说明升高温度化学平衡向逆反应方向移动,逆反应方向是吸热反应,所以正反应为放热反应,所以Q>0.

(4)A升高温度化学平衡向逆反应方向移动,CO的平衡转化率降低。错误。B移出部分CO2,即减小生成物的浓度,平衡向正反应方向移动,CO的平衡转化率提高。正确。C.加入合适的催化剂 ,对化学平衡无影响,因此CO的平衡转化率不变。错误。D.减小容器的容积即增大压强。由于该反应是反应前后气体体积相等的反应,所以改变压强化学平衡不移动,CO的平衡转化率不变。错误。故正确选项为B。

(5)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,因为C(CO) :C(CO2) =1<4.0,所以V>V。C(CO) (开始)=" 0.1mol/L," C(CO2)(开始) =0.1mol/L,假设在反应过程中ΔC(CO)=X,则平衡时C(CO) (平衡)=( 0.1-X) mol/L, C(CO2) (平衡)=( 0.1+X) mol/L,C(CO2) (平衡):C(CO) (平衡)= ( 0.1+X) mol/L:( 0.1-X) mol/L=4.0,解得X="0.06mol/L." 所以在该时间范围内反应的平均反应速率v (CO2)= 0.06mol/L÷10L=0.006mol/(L·min).

单项选择题
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