我國是個鋼鐵大國,鋼鐵產量為世界第一，高爐鍊鐵是最為普遍的鍊鐵方法。I.已知反應Fe2O3(s)+CO(g)F...

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問題詳情：

我國是個鋼鐵大國,鋼鐵產量為世界第一，高爐鍊鐵是最為普遍的鍊鐵方法。

I.已知反應Fe2O3(s)+ CO(g)Fe(s)+ CO2(g) ΔH＝－23.5kJ·mol－1，該反應在1000℃的平衡常數等於4。在一個容積為10L的密閉容器中，1000℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，應經過l0min後達到平衡。

(1)CO的平衡轉化率=____________

(2)欲提高CO的平衡轉化率，促進Fe2O3的轉化，可採取的措施是________。

a.提高反應温度

b.增大反應體系的壓強

c.選取合適的催化劑

d.及時吸收或移出部分CO2

e.粉碎礦石，使其與平衡混合氣體充分接觸

Ⅱ.高爐鍊鐵產生的廢氣中的CO可進行回收，使其在一定條件下和H2反應制備*醇:CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)。請根據圖示回答下列問題:

(3)從反應開始到平衡，用H2濃度變化表示平均反應速率v(H2)=________。

(4)已知*氣的燃燒熱286kJ/mol，請寫出*醇氣體不充分燃燒的熱化學方程式____________________________________________________________________。

(5)若在温度和容器相同的三個密閉容器中,按不同方式投入反應物,測得反應達到平衡吋的有關數據如下表：

容器	反應物投入的量	反應物的轉化率	CH3OH的濃度	能量變化 (QQQ3均大於0)
*	1mol CO和2mol H2	α1	c1	放出Q1kJ熱量
乙	1mol CH3OH	α2	c2	吸收Q2kJ熱量
*	2mol CO和4mol H2	α3	c3	放出Q3kJ熱量

則下列關係正確的是________

A.c1=c2

B.2Q1=Q3

C.2α1=α3

D.α1+α2 =1

E.該反應若生成1mol CH3OH，則放出(Q1+Q2)kJ熱量

Ⅲ.以**為燃料的新型電池，其成本大大低於以*為燃料的傳統燃料電池，目前得到廣泛的研究，如圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖。回答下列問題：

(6) B極上的電極反應式為。

(7)若用該燃料電池做電源，用石墨做電極電解100mL 1mol/L的硫*銅溶液，當兩極收集到的氣體體積相等時，理論上消耗的**的體積為 (標況下)。

【回答】

【*】I.(1)60％

(2)d

Ⅱ.(3)0.15mol/(L·min)

(4)CH3OH(g)+O2(g)2H2O(l)+CO(g) △H=－481kJ/mol

(5) ADE

Ⅲ.(6) CH4 + 4O2－－8e－ CO2+ 2H2O；

(7) 1.12 L

【解析】本題考查了化學平衡移動原理、電解池、原電池原理及計算、蓋斯定律等知識。

I.(1)設平衡時CO的物質的量變化為nmol，則：

則K==4，解得n=0.6，則CO的平衡轉化率為×100%=60%。 (2)該反應正反應是放熱反應，提高反應温度，平衡向逆反應移動，CO的平衡轉化率降低，故a錯。反應前後氣體的物質的量不變，減小容器的容積，增大壓強，平衡不移動，CO的平衡轉化率不變，故b錯。加入合適的催化劑，平衡不移動，故c錯。移出部分CO2，平衡向正反應方向移動，CO的平衡轉化率增大，故d正確。粉碎礦石，使其與平衡混合氣體充分接觸，平衡不移動，故e錯。

Ⅱ.(3)達到平衡時生成*醇為：0.75mol/L，則消耗的c(H2)=2×0.75mol/L=1.5mol/L，v(H2)==0.15mol/(L min)。(4)由圖二可得CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) △H=－91 kJ/mol①，*氣燃燒的熱化學方程式為2H2(g)+O2(g)2H2O(l) △H=－572kJ/mol②，根據蓋斯定律②－①可得*醇氣體不充分燃燒的熱化學方程式為CH3OH(g)+O2(g)2H2O(l)+CO(g) △H=－481kJ/mol。(5)*、乙相比較，把乙等效為開始加入1mol CO和2mol H2，和*是等效的，*乙是等效平衡，所以平衡時*醇的濃度c1=c2，故A正確。*、*相比較，*中反應物的物質的量為*的2倍，壓強增大，對於反應CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，平衡向生成*醇的方向移動，故2Q1＜Q3，故B錯。*、*相比較，*中反應物的物質的量為*的2倍，壓強增大，對於反應CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，平衡向生成*醇的方向移動，故a1＜a3 ，故C錯。*、乙處於相同的平衡狀態，而且反應方向相反，則α1+α2=1 ，故D正確。*、乙處於相同的平衡狀態，而且反應方向相反，兩個方向轉化的和恰好為1mol，所以該反應若生成1mol CH3OH，則放出(Q1+Q2)kJ熱量，故E正確。Ⅲ.(6)通入燃料**的電極是負極，通入氧氣的電極是正極。負極發生的電極式為CH4 + 4O2－－8e－ CO2+ 2H2O。