Question

【題目】一定條件下鐵可以和CO2發生反應：Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)；△H>0

（1）一定溫度下，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體，反應過程中CO2氣體和CO氣體的濃度與時間的關系如右圖所示，則8分鐘內CO的平均反應速率v(CO)=______。

（2）寫出該反應平衡常表達式：K=__________；下列措施中能使該反應的平衡常數K增大的是____（填序號）。

A．升高溫度 B．增大壓強 C．充入CO D．再加入一些鐵粉

（3）反應達到平衡后，若保持容器體積不變時，再通入少量的CO2，則CO2的轉化率將______ （填“增大”、“減小”、“不變”）。

（4）鐵的重要化合物在生產生活中應用十分廣泛。

①高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型飲用水消毒劑。高鐵酸鈉生產方法之一是：強堿性溶液中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高鐵酸鈉、氯化鈉和另一種常見化合物，該反應的離子方程式為____________。

②高鐵電池的總反應為：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH

下列敘述錯誤的是____（填序號）。

A．放電時每轉移6mol電子，負極有2mol K2FeO4被還原

B．充電時陰極反應為：Zn(OH)2 +2e-=Zn+ 2OH-

C．放電時正極反應為：FeO42-+ 3e-+ 4H2O= Fe(OH)3+ 5OH-

D．充電時陽極附近溶液的堿性減弱

（5）已知：2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) △H=-566 kJ/mol

2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g)；△H=-483.6 kJ/mol

寫出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的熱化學方程式：____________。

Answer 1

【答案】 0.075mol/(L·min) K=c(CO)/c(CO2) A 不變 2Fe(OH)3+3ClO- +4OH- =2FeO42-+3Cl-+5H2O A CO (g) +H2O(g)=CO2 (g) +H2 (g) △H=-41.2kJ/mol

【解析】（1）如圖，8min內，c(CO)=0.60mol/L，則CO的平均反應速率v(CO)=c(CO)÷t(CO)=0.60mol/L÷8min=0.075mol/(L·min)。

（2）在一定溫度下，可逆反應都達到平衡，各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積與各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積的比值是個常數，用K表示，這個常數叫化學平衡常數，再結合該反應化學方程式，平衡常表達式K=c(CO)/c(CO2)；化學平衡常數只受溫度影響，由已知該反應為吸熱反應，故升高溫度平衡常數K增大，只有A選項符合題意。

（3）該反應為反應前后氣體分子數不變的反應，反應達到平衡后，若保持容器體積不變時，再通入少量的CO2，達到的平衡與原平衡等效，則CO2的轉化率不變。

（4）①強堿性溶液中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高鐵酸鈉、氯化鈉和另一種常見化合物，根據原子守恒和得失電子守恒可知另一種常見化合物含有氫元素，應為水，根據電荷守恒，離子方程式為2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。②A項，高鐵電池放電時，鋅元素的化合價升高，鐵元素化合價降低(由+6降為+3)，K2FeO4在正極上發生還原反應，每轉移6mol電子，在正極上有2molK2FeO4被還原，故A錯誤；B項，充電時陰極Zn(OH)2發生得電子的還原反應，電解質溶液為堿性，電極反應為：Zn(OH)2+2e-=Zn+2OH-，故B正確；C項，放電時正極發生K2FeO4得電子的還原反應，電解質溶液為堿性，電極反應為：FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-，故C正確；D項，充電時陽極發生Fe(OH)3失電子的氧化反應，即Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O，消耗氫氧根離子，所以充電時陽極附近溶液的堿性減弱，故D正確。

（5）設已知中兩個反應分別為：①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ/mol、②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol，根據蓋斯定律①-②得：2CO(g)+2H2O(g)=2CO2(g)+2H2(g)△H=-82.4kJ/mol，所以CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ/mol。