(2010•海南)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

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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.