高炉炼铁中发生的基本反应之一如下:FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g)△H>0

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  • 解题思路:(1)升高温度平衡向吸热方向移动,根据平衡移动的方向判断高炉内CO2和CO的体积比值变化以及平衡常数K值;

    (2)反应是吸热反应,计算浓度商,与平衡常数比较,可判断反应是否达到平衡状态并判断反应进行的方向;

    (3)设出反应的一氧化碳的物质的量x,然后根据1100℃的平衡常数计算出反应的一氧化碳的物质的量,再计算出转化率.

    解(1)化学反应是吸热反应,温度升高,化学平衡正向进行,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比值增大;依据化学平衡常数概念和计算式判断平衡常数增大,

    故答案为:增大;增大;

    (2)1100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025mol•L-1,c(CO)=0.1mol•L-1,在这种情况下,难度商Qc=

    c(CO2)

    c(CO)=[0.025mol/L/0.1mol/L]=0.25<K=0.263,所以此时反应未达到化学平衡,反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率;

    故答案为:否;大于;因难度商Qc=

    c(CO2)

    c(CO)=[0.025mol/L/0.1mol/L]=0.25<K=0.263,温度不变,K值不变,为增大

    c(CO2)

    c(CO)比值,v(正)大于v(逆);

    (3)设一氧化碳反应的物质的量为x,

    根据反应方程式 FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g)

    反应前 10mol 0

    反应中 xmol xmol

    达到平衡时浓度 ( 10-x )mol xmol

    根据平衡常数列式可得:

    x

    20

    10−x

    20=0.263,解得x=2.08mol,

    一氧化碳的转化率为:[2.08mol/10mol]×100%=20.8%,

    答:一氧化碳的转化率为20.8%.

    点评:

    本题考点: 化学平衡常数的含义;化学平衡建立的过程;化学平衡状态的判断.

    考点点评: 本题考查了化学平衡常数的计算判断,关键理解平衡常数是随温度变化,平衡常数的计算应用,浓度商和平衡常数比较判断反应是否平衡,反应进行的方向,题目难度中等.