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高炉炼铁过程中发生的主要反应为:13Fe2O3(s)+CO(g)⇌23Fe(s)+CO2(g).已知该反应在不同温度下的

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:化学作业 时间:2024/07/09 02:34:05
高炉炼铁过程中发生的主要反应为:
1
3
(1)反应
1
3Fe2O3(s)+CO(g)⇌
2
3Fe(s)+CO2(g)的平衡常数k=
c(CO2)
c(CO),
由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,故升高温度平衡向逆反应移动,正反应为放热反应,即△H<0,
故答案为:
c(CO2)
c(CO);<;
(2)令平衡时CO的物质的量变化为nmol,则:
           
1
3Fe2O3(s)+CO(g)⇌
2
3Fe(s)+CO2(g)
开始(mol):1                 0
变化(mol):n                 n
平衡(mol):1-n               n
所以
n
1−n=4,解得n=0.8,
所以n(CO)=

0.8mol
10L
10min=0.008 mol•L-1•min-1
CO的平衡转化率为
0.8mol
1mol×100%=80%,
故答案为:0.008 mol•L-1•min-1;80%;
(3)A.铁是固体,减少Fe的量,不影响平衡移动,CO的平衡转化率不变,故A错误;
B.氧化铁是固体,增加Fe2O3的量,不影响平衡移动,CO的平衡转化率不变,故B错误;
C.移出部分CO2,平衡向正反应移动,CO的平衡转化率增大,故C正确;
D.该反应正反应是放热反应,提高反应温度,平衡向逆反应移动,CO的平衡转化率降低,故D错误;
E.反应前后气体的物质的量不变,减小容器的容积,增大压强平衡不移动,CO的平衡转化率不变,故E错误;
F.加入合适的催化剂,平衡不移动,故F错误;
故选C;
(4)A、浓度商Qc=
0.035mol
0.01mol=3.5,等于平衡常数,故处于平衡状态,故A符合;
B、浓度商Qc=
0.88mol
0.01mol=8.8,大于平衡常数3.5,故反应向逆反应进行,故B不符合;
C、浓度商Qc=
0.04mol
0.01mol=4,大于平衡常数3.5,故反应向逆反应进行,故C不符合;
D、浓度商Qc=
0.05mol
0.05mol=1,小于平衡常数3.5,故反应向正反应进行,故D不符合;
故选A.