【題目】高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應為1/3Fe2O3(s)+CO(g) 2/3Fe(s)+CO2(g)

已知該反應在不同溫度下的平衡常數(shù)如下:

請回答下列問題:

(1)該反應的平衡常數(shù)表達式K= ,由于隨著溫度升高,平衡常數(shù)減小,所以正反應是 熱反應(填“吸”或“放”);

(2)欲提高反應中CO的平衡轉化率,可采取的措施是

A.減少Fe的量

B.增加Fe2O3的量

C.移出部分CO2

D.加入合適的催化劑

E.增大容器的容積

(3)在一個容積為1L的密閉容器中,1000℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各2.0mol,反應經(jīng)過5min后達到平衡。求該時間范圍內(nèi)反應的平均反應速率:v (CO2)= 、CO的平衡轉化率= 。(要書寫解題過程)

【答案】(1)c(CO2)/c(CO)、放;(2)C

(3)設CO轉化的物質的量為x,則

1/3Fe2O3(s)+CO(g)═2/3Fe(s)+CO2(g)

起始量(mol) 2.0 2.0

轉化的量(mol) x x

平衡時的量(mol) 2.0﹣x 2.0+x

又在1000℃時K=4.0,則有(2.0+x)/(2.0﹣x)=4.0,解得x=1.2,

CO2的濃度變化量為:c(CO2)=1.2mol·L-1

則用二氧化碳表示的反應速率為1.2mol·L-1/5min=0.24mol·(L·min)-1

CO的轉化率為1.2 mol/2 mol×100%=60%

【解析】

試題分析:(1)該反應的平衡常數(shù)表達式K=c(CO2)/c(CO) ;溫度升高,平衡常數(shù)減小,說明反應逆向移動,則該反應為熱反應;

(2)A.Fe是固體,改變的量,平衡不移動,CO的平衡轉化率不變,A錯誤;B.Fe2O3是固體,改變的量,平衡不移動,CO的平衡轉化率不變,B錯誤;C.移出部分CO2,平衡正向移動,CO的平衡轉化率增大,C正確;D.加入合適的催化劑,平衡不移動,D錯誤;E.該反應為前后氣體系數(shù)不變的反應,增大容器的容積,平衡不移動,CO的平衡轉化率不變,E錯誤;答案選C;

(3)設CO轉化的物質的量為x,則

1/3Fe2O3(s)+CO(g)═2/3Fe(s)+CO2(g)

起始量(mol) 2.0 2.0

轉化的量(mol) x x

平衡時的量(mol) 2.0﹣x 2.0+x

又在1000℃時K=4.0,則有(2.0+x)/(2.0﹣x) =4.0,解得x=1.2,

CO2的濃度變化量為:c(CO2)= 1.2 mol·L-1

則用二氧化碳表示的反應速率為1.2 mol·L-1/5 min =0.24 mol·(L·min )-1

CO的轉化率為1.2 mol/2 mol×100%=60%

練習冊系列答案
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A.體系的總壓強不變

B.體系內(nèi)各物質的質量分數(shù)不再發(fā)生變化

C.體系內(nèi)氣體密度不再發(fā)生變化

D.單位時間消耗0.1molCO(g)的同時生成0.1molH2O(g)

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(2)B的含氧官能團名稱是 ;E生成F的化學方程式為 。

(3)在一定條件下,A與J以物質的量比1∶1反應生成功能高分子材料K,K的結構簡式為 。

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(3)步驟包括用pH=2的酸洗、水洗兩步操作,酸洗采用的酸是__________(寫名稱)

(4)上述工藝中,步驟不能省略,理由是_________________;

(5)步驟、、都要進行固液分離.工業(yè)上常用的固液分離設備有_______(填字母)

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