問題詳情:
碳*亞鐵(FeCO3)是菱鐵礦的主要成分,將其在空氣中高溫煅燒能生成Fe2O3,再將Fe2O3在一定條件下還原可得“納米級”的金屬鐵,而“納米級”的金屬鐵則可用於製造固體催化劑。
(1)已知25℃,101kPa時:
2FeCO3(s)=2Fe(s)+2C(s)+3O2(g) △H= a kJ·mol-1;
2Fe2O3(s)=4Fe(s)+ 3O2(g) △H= b kJ·mol-1;
C(s)+O2(g) = CO2(g) △H= c kJ·mol-1 ;請寫出FeCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3的熱化學方程式__________________________ 。
(2)一定條件下Fe2O3可被**還原爲“納米級”的金屬鐵。其反應爲:
Fe2O3(s)+3CH4(g) 2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g) △H
①該反應的平衡常數K的表達式爲___________________,寫出CH4的電子式 ,氧元素在週期表中的位置爲 。
②某溫度下,在3L的密閉容器中加入足量Fe2O3和1 mol CH4進行反應,2min後達到平衡,測得固體質量減少4.8g,則該段時間內用H2表示該反應的平均反應速率爲________________________,CH4的轉化率爲 。
(3)鐵可作爲合成氨的固體催化劑。在三個1L的恆容密閉容器中,分別加入0.1mol N2和0.3mol H2發生反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH1<0,實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中c(N2)隨時間(t)的
變化如圖所示(T表示溫度)。與實驗Ⅱ相比,實
驗Ⅰ、實驗Ⅲ分別採用的實驗條件可能爲
、
。
【回答】
(1)4FeCO3(s)+O2(g)==2Fe2O3(s)+4CO2(g)△H=(2a—b+4c)kJ·mol-1
(2)① 平衡常數表達式 (1分); **電子式 (1分);第二週期第Ⅵ族
②0.1mol·L—1·min—1 ; 30%
(3)升高溫度;加入了催化劑
知識點:化學平衡單元測試
題型:綜合題