Question

高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)之一如下：FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）△H＞0
其平衡常數(shù)可表示為K=c（CO₂）/c（CO），已知1 100℃時K=0.263，且化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，不隨濃度和壓強(qiáng)的變化而變化．
（1）溫度升高，化學(xué)平衡移動后達(dá)到新的平衡，高爐內(nèi)CO₂和CO的體積比值

增大

，平衡常數(shù)K值

增大

（均填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）1 100℃時測得高爐中c（CO₂）=0.025mol?L^-1，c（CO）=0.1mol?L^-1，在這種情況下，該反應(yīng)是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)

否

（填“是”或“否”）．此時，化學(xué)反應(yīng)速率是v_正

大于

v_逆（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因是

因難度商Qc=

c(CO2)

c(CO)

=

0.025mol/L

0.1mol/L

=0.25＜K=0.263，溫度不變，K值不變，為增大

c(CO2)

c(CO)

比值，v（正）大于v（逆）

．
（3）試通過計算當(dāng)20L的高爐中，通入10molCO和礦石在1 100℃時達(dá)平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率？

Answer 1

分析：（1）升高溫度平衡向吸熱方向移動，根據(jù)平衡移動的方向判斷高爐內(nèi)CO₂和CO的體積比值變化以及平衡常數(shù)K值；
（2）反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，計算濃度商，與平衡常數(shù)比較，可判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)并判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向；
（3）設(shè)出反應(yīng)的一氧化碳的物質(zhì)的量x，然后根據(jù)1100℃的平衡常數(shù)計算出反應(yīng)的一氧化碳的物質(zhì)的量，再計算出轉(zhuǎn)化率．

解答：解（1）化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度升高，化學(xué)平衡正向進(jìn)行，化學(xué)平衡移動后達(dá)到新的平衡，高爐內(nèi)CO₂和CO的體積比值增大；依據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)概念和計算式判斷平衡常數(shù)增大，
故答案為：增大；增大；
（2）1100℃時測得高爐中c（CO₂）=0.025mol?L^-1，c（CO）=0.1mol?L^-1，在這種情況下，難度商Qc=

c(CO2)

c(CO)

=

0.025mol/L

0.1mol/L

=0.25＜K=0.263，所以此時反應(yīng)未達(dá)到化學(xué)平衡，反應(yīng)正向進(jìn)行，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率；
故答案為：否；大于；因難度商Qc=

c(CO2)

c(CO)

=

0.025mol/L

0.1mol/L

=0.25＜K=0.263，溫度不變，K值不變，為增大

c(CO2)

c(CO)

比值，v（正）大于v（逆）；
（3）設(shè)一氧化碳反應(yīng)的物質(zhì)的量為x，
根據(jù)反應(yīng)方程式 FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）
反應(yīng)前 10mol 0
反應(yīng)中 xmol xmol
達(dá)到平衡時濃度 （ 10-x ）mol xmol
根據(jù)平衡常數(shù)列式可得：

x 20

10-x 20

=0.263，解得x=2.08mol，
一氧化碳的轉(zhuǎn)化率為：

2.08mol

10mol

×100%=20.8%，
答：一氧化碳的轉(zhuǎn)化率為20.8%．

點(diǎn)評：本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)的計算判斷，關(guān)鍵理解平衡常數(shù)是隨溫度變化，平衡常數(shù)的計算應(yīng)用，濃度商和平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)是否平衡，反應(yīng)進(jìn)行的方向，題目難度中等．