钢铁工业在我国国民经济中处于十分重要的位置,工业上采用高炉冶炼,常用赤铁矿、焦炭、空气和熔剂(石灰石)作原料。已知赤铁矿被还原剂还原时是逐级进行的,还原时温度及CO、CO2平衡混合气体中CO的体积分数的关系如下图:
(1)铁在元素周期表中位于 周期 族
(2)在温度低于570℃时,还原分两阶段完成,在温度高于570℃时,依次发生的还原反应有: (选用右图中的a、b、c、d填空)
(3)为减少高炉冶铁时,含CO的尾气排放,下列研究方向不可取的是 。
(a)其它条件不变,增加高炉的高度
(b)调节还原时的炉温
(c)增加原料中焦炭与赤铁矿的比例
(d)将生成的铁水及时移出
(4)已知下列反应数值:
反应序号 |
化学反应 |
反应热 |
① |
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO 2(g) |
△H1= -26.7kJ·mol-1 |
② |
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) |
△H2= -50.8kJ·mol-1 |
③ |
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2 (g) |
△H3= -36.5kJ·mol-1 |
④ |
FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) |
△H4 |
反应④△H4= kJ·mol-1。
(5)1100℃时, FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g),平衡常数K=0.4。今在一密闭容器中,加入7.2gFeO,同时通入4.48LCO(已折合为标准状况),将其升温到1100℃,并维持温度不变,达平衡时,FeO的转化率为: 。
盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)= 2Fe(s)+3CO2(g) △H= ―24.8kJ/mol
3Fe2O3(s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H= ―47.2kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H= +640.5kJ/mol
写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式:
________________
甲醛是一种重要的化工产品,可利用甲醇催化脱氢制备气态甲醛。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示:
(1)甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应.
(2)过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同? ,理由是。
(3)合成甲醇的主要反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H<0,其化学平衡常数K和温度T的关系如下表所示:
T/℃ |
T1 |
T2 |
T3 |
K |
1/1000 |
1/40 |
25 |
T1、T2、T3的大小关系为
X、Y、Z三种气体都是大气污染物,在工业上通常都用碱溶液吸。已知X是造成酸雨的主要物质;Y是一种单质,其水溶液具有漂白作用;Z是硝酸工业和汽车尾气中的有害物质之一,易溶于水。
(1)写出X、Y、Z的化学式:
X ; Y ; Z 。
(2)X能使湿润的红布条褪色,通过方法能使布条颜色复原。
(3)写出下列有关反应的化学方程式:
X在一定条件下与氧气反应。
Y与NaOH溶液反应。
Z与水反应。
在一固定容积的密闭容器中,保持一定条件下进行以下反应:X(气)+2Y(气) 3Z(气)。已知加入1 molX和3molY。达到平衡后,生成a mol Z。
(1)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2 mol X和6 mol Y,达到平衡后,Z的物质的量为。
(2)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入0.5molX,则需加入mol Y,加入mol Z,才能使平衡时Z为0.9 a mol。
在密闭容器中进行可逆反应:CO (g)+NO2(g) CO2 (g) + NO (g)(正反应为放热反应),达到平衡后,只改变其中一个条件,对平衡的影响是:(填“向左”、“向右”、“不移动”或颜色“变深”、“变浅”或“不变化”)
(1)增大容器的体积,平衡____________,反应混合物的颜色____________;
(2)通入CO2气体,平衡____________,反应混合物颜色_______________;
(3)升高温度,平衡_______________,反应混合物的颜色____________;
(4)加入一定量的N2,平衡____________,反应混合物的颜色___________;
(5)加入催化剂,平衡________________。