Question

10．高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）△H＞0，其平衡常数可表示为K=$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$，已知1100℃时K=0.263，且化学平衡常数只与温度有关，不随浓度和压强的变化而变化．
（1）温度升高，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 （填“增大”、“减小”或“不变”）．
（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，该反应是否处于化学平衡状态否（填“是”或“否”）．此时，化学反应速率是v_正大于v_逆（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因是因温度不变，K值不变，为了增大$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$的值，反应正向进行，所以v正＞v逆．
（3）高炉炼铁中，增加高炉的高度，使Fe₂O₃与 CO充分接触反应，却未能增大Fe₂O₃的转化率，主要原因是C．（填序号）
A．CO已经消耗完，高炉再高也没用．
B．反应达到平衡状态后，Fe₂O₃与 CO接触也不会反应．
C．这是可逆反应，一定条件下达到平衡状态，也就达到了反应的限度．

Answer 1

分析 （1）化学平衡常数指在一定温度下，可逆反应都达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，固体、纯液体不需要表示出；该反应正反应是吸热反应，温度升高平衡向正反应方向移动，据此判断；
（2）计算此时的浓度商Qc，与平衡常数比较判断反应进行方向；
（3）增加炼铁高炉的高度不影响化学平衡移动．

解答 解：（1）可逆反应Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）的平衡常数表达式k=$\frac{[C{O}_{2}]^{3}}{[CO]^{3}}$；该反应正反应是放热反应，温度降低平衡向正反应方向移动，CO₂的物质的量增大、CO的物质的量减小，故到达新平衡是CO₂与CO的体积之比增大，
故答案为：增大；
（2））1100℃时，K=0.263，当C（CO₂）=0.025mol/L，c（CO）=0.1mol/L时，Q=$\frac{0.025}{0.1}$=0.25＜0.263，该反应不处于化学平衡状态，因温度不变，K值不变，为了增大$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$的值，反应正向进行，所以v正＞v逆，
故答案为：否；大于；因温度不变，K值不变，为了增大$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$的值，反应正向进行，所以v正＞v逆；
（3）增加炼铁高炉的高度不影响化学平衡移动，Fe₂O₃转化率不变，
A．存在平衡，CO不可能为零，故A错误；
B．反应达到平衡状态后，Fe₂O₃与 CO接触会继续反应，不过V_正=V_逆，化学平衡不移动，故B错误；
C．可逆反应，一定条件下达到平衡状态，也就达到了反应的限度，增加炼铁高炉的高度不影响化学平衡移动，故C正确．
故答案为：C．

点评 本题考查化学平衡常数的书写与运用、化学平衡影响因素等，侧重对基础知识的巩固与运用，注意掌握化学平衡常数的书写与影响平衡移动的因素，题目难度中等．