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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)

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:化学作业 时间:2024/05/15 07:58:19
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)①反应前后发生变化的量不变即是平衡状态,
a.反应前后气体计量数相同,所以压强不变不能判断平衡状态,故a错误;
b.平衡时各物质的浓度不变,所以混合气体中c(CO)不变,即是平衡状态,故b正确;
c.容器中混合气体的体积不变,质量增大,所以密度增大,当密度不变时,即是平衡状态,故c正确;
d.到达平衡是二氧化碳与一氧化碳的浓度不相等,故c(CO2)=c(CO)不是平衡状态,故d错误;
e.不同物质的正逆反应速率之比等于计量数之比即是平衡状态,所以v(CO)=v(CO2)是平衡状态,故e正确;
故答案为:bce;
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                 1
变化(mol):n                 1+n
平衡(mol):1-n               1+n
所以
1+n

        V           

1−n
V=4,解得n=0.6,
所以n(CO2)=
0.6mol

           10L       
10min=0.006 mol•L-1•min-1
CO的平衡转化率为
0.6mol
1mol×100%=60%,
故答案为:0.006 mol•L-1•min-1;60%;
(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)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):2
变化(mol):
1
3n        n                 n
平衡(mol):2-n                n

n

          10L         

2−n
10L