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计算题 I．高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：
Fe2O3(s) + 3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g) △H
（1）已知：①Fe2O3(s) + 3C(石墨)="2Fe(s)" + 3CO(g) △H1
②C(石墨）+ CO2(g) = 2CO(g) △H2
则△H___________________(用含△H1 、△H2的代数式表示)。
（2）高炉炼铁反应的平衡常数表达式K=____________________________。
（3）在某温度时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡。
| Fe2O3
| CO
| Fe
| CO2
|
甲/mol
| 1.0
| 1.0
| 1.0
| 1.0
|
乙/mol
| 1.0
| 1.5
| 1.0
| 1.0
|
①甲容器中CO的平衡转化率为_______________________。
②下列说法正确的是____________________(填编号）。
A．若容器压强恒定，反应达到平衡状态
B．若容器内气体密度恒定，反应达到平衡状态
C．甲容器中CO的平 91ExAm.org衡转化率大于乙的
D．增加Fe2O3就能提高CO的转化率
II．纳米MgO可用尿素与氯化镁合成。某小组研究该反应在温度为378～398K时的反应时间、反应物配比等因素对其产率的影响。请完成以下实验设计表：
编号
| 温度/K
| 反应时间/h
| 反应物物质的量配比
| 实验目的
|
①
| 378
| 4
| 3∶1
| 实验②和④探究________
______________________
实验②和__________探究
反应时间对产率的影响。
|
②
| 378
| 4
| 4∶1
|
③
| 378
| 3
| _______
|
④
| 398
| 4
| 4∶1
|
下图为温度对纳米MgO产率（曲线a）和粒径(曲线b)的影响，请归纳出温度对纳米MgO制备的影响规律（写出一条）：
___________________________________________。
计算题 I．高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：
Fe2O3(s) + 3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H
（1）已知：①Fe2O3(s) + 3C(石墨)="2Fe(s)" + 3CO(g) △H1
②C(石墨）+ CO2(g) = 2CO(g) △H2
则△H___________________(用含△H1 、△H2的代数式表示)。
（2）高炉炼铁反应的平衡常数表达式K=____________________________。
（3）在某温度时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡。
| Fe2O3
| CO
| Fe
| CO2
|
甲/mol
| 1.0
| 1.0
| 1.0
| 1.0
|
乙/mol
| 1.0
| 1.5
| 1.0
| 1.0
|
①甲容器中CO的平衡转化率为_______________________。
②下列说法正确的是____________________(填编号）。
A．若容器压强恒定，反应达到平衡状态
B．若容器内气体密度恒定，反应达到平衡状态
C．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的
D．增加Fe2O3就能提高CO的转化率
II．纳米MgO可用尿素与氯化镁合成。某小组研究该反应在温度为378～398K时的反应时间、反应物配比等因素对其产率的影响。请完成以下实验设计表：
编号
| 温度/K
| 反应时间/h
| 反应物物质的量配比
| 实验目的
|
①
| 378
| 4
| 3∶1
| 实验②和④探究________
______________________
实验②和__________探究
反应时间对产率的影响。
|
②
| 378
| 4
| 4∶1
|
③
| 378
| 3
| _______
|
④
| 398
| 4
| 4∶1
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下图为温度对纳米MgO产率（曲线a）和粒径(曲线b)的影响，请归纳出温度对纳米MgO制备的影响规律（写出一条）：
___________________________________________。
本题答案：（16分）I．（1）△H1 －3△H2（2分）
（2）
本题解析：
试题分析：（1）观察已知热化学方程式，根据盖斯定律，可以用①－②×3约去3C(石墨)，得到高炉炼铁的反应式，则Fe2O3(s) + 3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)的△H =①的焓变－②的焓变×3=△H1 －3△H2；（2）根据平衡常数的概念，由于固体物质或纯液体的浓度是常数，不能写进表达式，则高炉炼铁的平衡常数K=c3(CO2)/c3(CO)；（3）①起始时甲容器中c3(CO2)/c3(CO)=1.03/1.03=1<64，说明该反应一定从正反应方向开始进行，反应物浓度减小，生成物浓度增大，直到达到新的平衡，设CO的平衡转化率为x，则：
Fe2O3(s) + 3CO(g) 2Fe(s) + 3CO2(g)
起始浓度/ mol·L－1 0.5 0.5
变化浓度/ mol·L－1 0.5x 0.5x
平衡浓度/ mol·L－1 0.5－0.5x 0.5+0.5x
K=c3(CO2)/c3(CO)="(" 0.5+0.5x) 3/(0.5－0.5x)3=64
( 1+x) 3/(1－x)3=64，则( 1+x)/(1－x)=4，1+x=4－4x，5x=3，x=0.6或60%
②正反应是气态物质体积保持不变的反应，则反应前后气态物质的物质的量保持不变，则平衡前后气体的压强不变，故A错误；混合气体的密度=混合气体的总质量/容器的容积，由于反应物和生成物中都有固体物质参加，且平衡前混合气体的总质量会增大，只有平衡时混合气体的总质量才保持不变，密度才不变，故B正确；正反应是气态物质体积保持不变的反应，增大CO浓度必然同时增大压强，增大压强时该平衡不能移动，CO的转化率不变，故C错误；氧化铁的固体，其浓度是常数，增加氧化铁的量不能增大反应物浓度或压强，平衡不会移动，则CO的转化率不变，故D错误；（4）根据控制变量设计探究实验方案的原理可知，实验①和②探究的目的是反应物配比对纳米MgO产率的影响，实验②和④探究的目的是温度对纳米Mg来源:91考试网 www.91eXam.orgO产率的影响，实验②和③探究的目的是反应时间对纳米MgO产率的影响；读图可知，在378～398K，生成的纳米MgO的粒径大小无明显变化，或者在378K～398K（或在实验温度下），随温度的升高，产率增大，383K较低温度下有利于形成较小的颗粒。
考点：考查化学反应原理大题，涉及盖斯定律的应用、化学平衡常数及应用、平衡转化率的计算、化学平衡移动、设计几种因素影响产率的探究实验、解释化学平衡图像等知识。
本题所属考点：【化学平衡】
本题难易程度：【困难】
All is not at hand that helps. 世间没有唾手可得之事. 
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