高炉炼铁过程中发生的主要反应为[1/3]Fe2O3(s)+CO(g)=[2/3]Fe(s)+CO2(g)已知该反应在不同

高炉炼铁过程中发生的主要反应为[1/3]Fe2O3(s)+CO(g)=[2/3]Fe(s)+CO2(g)已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
温度/℃ 1000 1150 1300
平衡常数 4.0 3.7 3.5
请回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=______,△H______0(填“>”、“<”或“=”);
(2)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过10min后达到平衡.求该时间范围内反应的平均反应速率v(C02)=______、CO的平衡转化率=______:
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是______.
A.减少Fe的量B.增加Fe203的量C.移出部分C02
D.提高反应温度E.减小容器的容积F.加入合适的催化剂.
cdy_115 1年前 已收到1个回答 举报

雨之二 幼苗

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解题思路:(1)根据化学平衡常数的概念来书写表达式,并利用温度与化学平衡常数的关系来分析反应热;
(2)根据各物质的物质的量、化学平衡常数及三段法计算来平衡时的量,再计算反应速率及物质的转化率;
(3)根据影响化学平衡移动的因素可知,提高(2)中CO的平衡转化率则是分析能使平衡正向移动的措施来解答.

(1)由平衡常数是指在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,
但需要注意但是固体和纯液体的浓度视为常数,不能出现在表达式中,则K=
c(CO2)
c(CO),又从表中数据可知随着温度的升高平衡常数逐渐减小,
则说明温度升高平衡向逆反应方向移动,所以正反应是放热反应,即△H<0,故答案为:
c(CO2)
c(CO);<;
(2)设CO转化的物质的量为x,则
[1/3]Fe2O3(s)+CO(g)═[2/3]Fe(s)+CO2(g)
起始量(mol) 1.0 1.0
转化的量(mol) x x
平衡时的量(mol) 1.0-x 1.0+x
又在1000℃时K=4.0,则有[1.0+x/1.0−x]=4.0,解得x=0.6,
C02的浓度变化量为:c(C02)=[0.6mol/10L]=0.06mol/L,
则用二氧化碳表示的反应速率为[0.06mol/L/10min]=0.006mol/(L.mim),
CO的转化率为[0.6mol/1.0mol]×100%=60%,
故答案为:0.006mol/(L.mim);60%;
(3)若提高CO的平衡转化率,则化学平衡向正反应方向移动,
因Fe、Fe2O3都是固体,改变质量平衡不移动,故AB不选;
移出二氧化碳气体,减小生成物中气体的浓度,则平衡正向移动,故C选;
因反应为放热反应,则升高温度,平衡向逆反应方向移动,故D不选;
因该反应前后气体的体积不变,则减小容器的容积,平衡不移动,故E不选;
因催化剂对平衡移动无影响,则加入合适的催化剂不能使平衡移动,故F不选;
故答案为:C.

点评:
本题考点: 化学平衡的计算;反应速率的定量表示方法;用化学平衡常数进行计算;化学平衡的影响因素.

考点点评: 本题主要考查化学平衡常数的概念及计算以及反应热的有关判断,利用化学平衡三段法计算平衡时的量并借助化学反应速率的概念、转化率的概念来计算,并应熟悉外界条件对化学平衡的影响来解答即可.

1年前

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