Question

10．高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)之一如下：Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）△H＞0，其平衡常數(shù)可表示為K=$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$，已知1100℃時(shí)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(dòng)后達(dá)到新的平衡，高爐內(nèi)CO₂和CO的體積比值增大 （填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）1100℃時(shí)測(cè)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(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率是v_正大于v_逆（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因是因溫度不變，K值不變，為了增大$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$的值，反應(yīng)正向進(jìn)行，所以v正＞v逆．
（3）高爐煉鐵中，增加高爐的高度，使Fe₂O₃與 CO充分接觸反應(yīng)，卻未能增大Fe₂O₃的轉(zhuǎn)化率，主要原因是C．（填序號(hào)）
A．CO已經(jīng)消耗完，高爐再高也沒(méi)用．
B．反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，F(xiàn)e₂O₃與 CO接觸也不會(huì)反應(yīng)．
C．這是可逆反應(yīng)，一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài)，也就達(dá)到了反應(yīng)的限度．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)平衡常數(shù)指在一定溫度下，可逆反應(yīng)都達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，固體、純液體不需要表示出；該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度升高平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，據(jù)此判斷；
（2）計(jì)算此時(shí)的濃度商Qc，與平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行方向；
（3）增加煉鐵高爐的高度不影響化學(xué)平衡移動(dòng)．

解答 解：（1）可逆反應(yīng)Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）的平衡常數(shù)表達(dá)式k=$\frac{[C{O}_{2}]^{3}}{[CO]^{3}}$；該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度降低平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，CO₂的物質(zhì)的量增大、CO的物質(zhì)的量減小，故到達(dá)新平衡是CO₂與CO的體積之比增大，
故答案為：增大；
（2））1100℃時(shí)，K=0.263，當(dāng)C（CO₂）=0.025mol/L，c（CO）=0.1mol/L時(shí)，Q=$\frac{0.025}{0.1}$=0.25＜0.263，該反應(yīng)不處于化學(xué)平衡狀態(tài)，因溫度不變，K值不變，為了增大$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$的值，反應(yīng)正向進(jìn)行，所以v正＞v逆，
故答案為：否；大于；因溫度不變，K值不變，為了增大$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$的值，反應(yīng)正向進(jìn)行，所以v正＞v逆；
（3）增加煉鐵高爐的高度不影響化學(xué)平衡移動(dòng)，F(xiàn)e₂O₃轉(zhuǎn)化率不變，
A．存在平衡，CO不可能為零，故A錯(cuò)誤；
B．反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，F(xiàn)e₂O₃與 CO接觸會(huì)繼續(xù)反應(yīng)，不過(guò)V_正=V_逆，化學(xué)平衡不移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C．可逆反應(yīng)，一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài)，也就達(dá)到了反應(yīng)的限度，增加煉鐵高爐的高度不影響化學(xué)平衡移動(dòng)，故C正確．
故答案為：C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的書(shū)寫(xiě)與運(yùn)用、化學(xué)平衡影響因素等，側(cè)重對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固與運(yùn)用，注意掌握化學(xué)平衡常數(shù)的書(shū)寫(xiě)與影響平衡移動(dòng)的因素，題目難度中等．