(2016•潍坊一模)铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛,研究铁及其化合物的应用意义重大.回答下列问题:
(1)已知高炉炼铁过程中会发生如下反应:
FeO(s)+CO(g)═Fe(s)+CO
2(g)△H
1Fe
2O
3(s)+
CO(g)═
Fe
3O
4(s)+
CO
2(g)△H
2Fe
3O
4(s)+CO(g)═3Fe(s)+CO
2(g)H
3Fe
2O
3(s)+CO(g)═2Fe(s)+3CO
2(g)H
4则△H
4的表达式为
(用含△H
1、△H
2、△H
3的代数式表示).
(2)上述反应在高炉中大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下:
温度 | 250℃ | 600℃ | 1000℃ | 2000℃ |
主要成分 | Fe2O3 | Fe3O4 | FeO | Fe |
1600℃时固体物质的主要成分为
,该温度下若测得固体混合物中m(Fe):m(O)=35:2,则FeO被CO还原为Fe的百分率为
(设其它固体杂质中不含Fe、O元素).
(3)铁等金属可用作CO与氢气反应的催化剂.已知某种催化剂可用来催化反应 CO(g)+3H
2(g)⇌CH
4(g)+H
2O(g)△H<0.在T℃,10
6Pa时将l mol CO和3mol H
2加入体积可变的密闭容器中.实验测得CO的体积分数x(CO)如下表:
t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
x(CO) | 0.25 | 0.23 | 0.214 | 0.202 | 0.193 | 0.193 |
①能判断CO(g)+3H
2(g)⇌CH
4(g)+H
2O(g)达到平衡的是
(填序号).
a.容器内压强不再发生变化 b.混合气体的密度不再发生变化
c.v
正(CO)=3v
逆(H
2) d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②达到平衡时CO的转化率为
;在T℃10
6Pa时该反应的压强平衡常数K
p(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)的计算式为
.
③图表示该反应CO的平衡转化率与温度、压强的关系.图中温度T
1、T
2、T
3由高到低的顺序是
,理由是
.