铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物（设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与H2SO4反应）。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
Ⅰ．铁矿石中含氧量的测定
① 按上图组装仪器，检查装置的气密性；
② 将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示（夹持仪器均省略）；
③从左端导气管口处不断地缓缓通入H2，待C装置出口处H2验纯后，点燃A处酒精灯；
④ 充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却。
（1）装置C的作用为 。
（2）测的反应后装置B增重1.35g，则铁矿石中氧的百分含量为 。
（3）若将H2换成CO，则还需补充 装置。
Ⅱ．铁矿石中含铁量的测定
（1）溶液A中铁元素可能的存在形式 ；请从以下试剂中选择最佳试剂用最简单的实验验证A中铁元素的存在形式，试剂为： 。
a．酸性KMnO4溶液 b．NaOH溶液 c．KSCN溶液 d．氯水
（2）步骤④中煮沸的作用是 。
（3）步骤⑤中用到的玻璃仪器有： 。
（4）下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是 。
a．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂
b．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
c．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
d．锥形瓶不需要用待测夜润洗
e．滴定时，右手控制滴定管，左手摇动锥形瓶
f．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
g．滴定结束后，待液面稳定后再读数
（5）若滴定过程中消耗0.5000mol·L−1的KI溶液20.00mL，则铁矿石中铁的百分含量为 。
Ⅲ．由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为 。
碳及其化合物有广泛的用途。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气反应为
C(s)＋H2O(g)
CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，
以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施有利于提高H2O的平衡转化率的是________。(填序号)
| A．升高温度 | B．增加碳的用量 | C．加入催化剂 | D．用CO吸收剂除去CO |
(2)已知：C(s)＋CO2(g)2CO(g) ΔH＝＋172.5 kJ·mol－1，则CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)的焓变ΔH＝________。
(3)CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g) 
CH3OH(g)。甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用稀硫酸作电解质溶液，多孔石墨作电极，该电池负极反应式为______________________________________。
若用该电池提供的电能电解60 mL NaCl溶液，设有0.01 mol CH3OH完全放电，NaCl足量，且电解产生的Cl2全部逸出，电解前后忽略溶液体积的变化，则电解结束后所得溶液的pH＝________。
(4)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0 L的恒容密闭容器中，发生以下反应：CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)。得到如下数据：
| 温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所 需时间/min |
||
| H2O |
CO |
H2 |
CO |
|
|
| 900 |
1.0 |
2.0 |
0.4 |
1.6 |
3.0 |
通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字)________。改变反应的某一条件，反应进行到t min时，测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示)_________________________
(5)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。实验室模拟化工生产，分别在不同实验条件下反应，N2浓度随时间变化如图甲所示。
请回答下列问题：
①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为________________________________。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高，其他条件相同，请在图乙中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下所示：
| 化学反应 |
平衡 常数 |
温度/℃ |
||
| 500 |
700 |
800 |
||
①2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g) |
K1 |
2.5 |
0.34 |
0.15 |
| ②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g) |
K2 |
1.0 |
1.70 |
2.52 |
| ③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) |
K3 |
|
|
|
请回答下列问题：
(1)反应②是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝__________(用K1、K2表示)。
(3)500 ℃时测得反应③在某时刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正________v逆(填“＞”、“＝”或“＜”)。
(4)反应①按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。下列说法正确的是__________(填序号)。
A．温度：T1＞T2＞T3
B．正反应速率：v(a)＞v(c)，v(b)＞v(d)
C．平衡常数：K(a)＞K(c)，K(b)＝K(d)
D．平均摩尔质量：M(a)＞M(c)，M(b)＞M(d)
煤气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能源综合利用方案。最常见的气化方法为用煤生产水煤气，而当前比较流行的液化方法为用煤生产CH3OH。
(1)已知：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1
2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ΔH2
2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH3
则反应CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)的ΔH＝______。
(2)如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1________K2(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②由CO合成甲醇时，CO在250 ℃、300 ℃、350 ℃下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如下图所示，则曲线c所表示的温度为________ ℃。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右，选择此压强的理由是____________。
③以下有关该反应的说法正确的是________(填序号)。
A．恒温、恒容条件下，若容器内的压强不发生变化，则可逆反应达到平衡
B．一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时，可逆反应达到平衡
C．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
D．某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0.2 mol·L－1，则CO的转化率为80%
(3)一定温度下，向2 L固定体积的密闭容器中加入1 mol CH3OH(g)，发生反应：CH3OH(g)
CO(g)＋2H2(g)，H2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
0～2 min内的平均反应速率v(CH3OH)＝__________。该温度下，反应CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)的平衡常数K＝__________。相同温度下，若开始时加入CH3OH(g)的物质的量是原来的2倍，则__________(填序号)是原来的2倍。
A．平衡常数 B．CH3OH的平衡浓度
C．达到平衡的时间 D．平衡时气体的密度
工业上采用乙苯与CO2脱氢生产重要化工原料苯乙烯
(g)+CO2(g)
(g)+CO(g)+H2O(g)ΔH="-166" kJ·mol-1
(1)①乙苯与CO2反应的平衡常数表达式为:K= 。
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)。 
(2)在3 L密闭容器内,乙苯与CO2的反应在三种不同的条件下进行实验,乙苯、CO2的起始浓度分别为1.0 mol·L-1和3.0 mol·L-1,其中实验Ⅰ在T1℃,0.3 MPa,而实验Ⅱ、III分别改变了实验其他条件;乙苯的浓度随时间的变化如图1所示。
图1 图2
①实验Ⅰ乙苯在0~50 min时的反应速率为 。
②实验Ⅱ可能改变的条件是 。
③图2是实验Ⅰ中苯乙烯体积分数V%随时间t的变化曲线,请在图2中补画实验III中苯乙烯体积分数V%随时间t的变化曲线。
(3)若实验Ⅰ中将乙苯的起始浓度改为1.2 mol·L-1,其他条件不变,乙苯的转化率将 (填“增大”“减小”或“不变”),计算此时平衡常数为 。
甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH4和H2O为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100 L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)……Ⅰ。CH4的转化率与温度、压强的关系如下图。
①已知100 ℃压强为p1时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为 。
②图中的p1 p2(填“<”“>”或“="”),100" ℃压强为p2时平衡常数为 。
③该反应的ΔH 0(填“<”“>”或“=”)。
(2)在一定条件下,将a mol CO与3amol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0 ……Ⅱ
①若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是( )
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H2
②为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验表格中。
A.下表中剩余的实验条件数据:a= ;b=
。
B.根据反应Ⅱ的特点,下图是在压强分别为0.1 MPa和5 MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强px= MPa。
| 实验编号 |
T/℃ |
n(CO)/n(H2) |
p/MPa |
| 1 |
150 |
1/3 |
0.1 |
| 2 |
a |
1/3 |
5 |
| 3 |
350 |
b |
5 |
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