Ⅰ.高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應為:Fe2O3(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)
已知該反應在不同溫度下的平衡常數(shù)如下:
 溫度/℃ 1000 1150 1300
 平衡常數(shù) 4.0 3.7 3.5
請回答以下問題:
(1)該反應的平衡常數(shù)表達式K=______,△H=______0(填“>”、“<”或“=”).
(2)在體積為10L的密閉容器中,1000℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反應經過10min后達到平衡,該時間范圍內反應的平均反應速度v(CO2)=______,CO的平衡轉化率為______.
Ⅱ.在氯氧化法處理含CN-的廢水過程中,液氯在堿性條件下可以將氰化物氧化成氰酸鹽(其毒性僅為氰化物的千分之一),氰酸鹽進一步被氧化為無毒物質.
(1)某廠廢水中含KCN,其濃度為650mg/L.現(xiàn)用氯氧化法處理,發(fā)生如下反應(其中N均為-3價):KCN+2KOH+Cl2═KOCN+2KCl+H2O,則被氧化的元素是______.
(2)投入過量液氯,可將氰酸鹽進一步氧化為氮氣,請配平下列化學方程式:
______KOCN+______KOH+______Cl2═______CO2+______N2+______KCl+______H2O
(3)若處理上述廢水20L,使KCN完全轉化為無毒物質,至少需液氯______g.
【答案】分析:Ⅰ(1)化學平衡常數(shù),是指在一定溫度下,可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值,據(jù)此書寫,注意固體、醇液體不需要寫出;
由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高平衡常數(shù)越小,說明升高溫度平衡向逆反應移動,據(jù)此判斷;
(2)計算此時的濃度商Qc,判斷反應進行分析,令參加反應的CO為amol,利用三段式用a表示出平衡時各組分的物質的量,反應前后氣體的化學計量數(shù)不變,利用物質的量代替濃度代入平衡常數(shù)表達式列方程計算a的值,進而計算生成的二氧化碳,
根據(jù)v=計算v(CO2);
根據(jù)轉化率等于計算CO的平衡轉化率;
Ⅱ、(1)化合價升高的元素被氧化;
(2)反應中KOCN→N2,N元素化合價由-3價升高為0價,共升高6價,Cl2→KCl,Cl元素化合價由0價降低為-1價,共降低2價,化合價升降最小公倍數(shù)為6,故N2系數(shù)為1,Cl2系數(shù)為3,結合原子守恒配平其它物質的系數(shù);
(3)計算廢水中KCN的質量,再根據(jù)n=計算KCN的物質的量,使KCN完全轉化為無毒物質,生成CO、N2,整個過程中C元素化合價由+2價升高為+4價,N元素化合價由-3價升高為0價,Cl元素化合價由0價降低為-1價,根據(jù)電子轉移守恒計算n(Cl2),再根據(jù)m=nM計算需要氯氣的質量.
解答:解:Ⅰ(1)可逆反應:Fe2O3(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)表達式k=
由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高平衡常數(shù)越小,說明升高溫度平衡向逆反應移動,故正反應為放熱反應,即△H<0,
故答案為:;<;
(2)此時濃度商Qc=1,小于平衡常數(shù)4,反應向正反應進行,令參加反應的CO為amol,則:
            Fe2O3(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)
開始(mol):1               1
變化(mol):a               a
平衡(mol):1-a             1+a
反應前后氣體的化學計量數(shù)不變,利用物質的量代替濃度計算平衡常數(shù),故=4,解得a=0.6,
故v(CO2)==0.006mol/(L?min);
CO的平衡轉化率為×100%=60%,
故答案為:0.006mol/(L?min);60%;
Ⅱ、(1)反應中C元素化合價由KCN中+2價升高為KOCN中+4價,C元素被氧化,
故答案為:C;
(2)反應中KOCN→N2,N元素化合價由-3價升高為0價,共升高6價,Cl2→KCl,Cl元素化合價由0價降低為-1價,共降低2價,化合價升降最小公倍數(shù)為6,故N2系數(shù)為1,Cl2系數(shù)為3,結合原子守恒配平其它物質的系數(shù),平衡后方程式為:2KOCN+4KOH+3Cl2═2CO2+N2+6KCl+2H2O,
故答案為:2、4、3、2、1、6、2;
(3)廢水中KCN的質量為650mg/L×20L=13000mg=13g,物質的量為=0.2mol,使KCN完全轉化為無毒物質,應生成CO、N2,整個過程中C元素化合價由+2價升高為+4價,N元素化合價由-3價升高為0價,Cl元素化合價由0價降低為-1價,電子轉移守恒可知2×n(Cl2)=0.2mol×(4-2)+0.2mol×[0-(-3)],解得n(Cl2)=0.5mol,故需要氯氣的質量為0.5mol×71g/mol=35.5g,
故答案為:35.5.
點評:本題屬于拼合型題目,涉及化學平衡常數(shù)及影響因素、反應速率計算、氧化還原反應基本概念及配平、計算等,難度中等,注意Ⅱ(3)中根據(jù)電子轉移守恒計算,可以簡化計算.
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科目:高中化學 來源: 題型:

(2010?海南)高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應為
1
3
Fe2O3(s)+CO(g)=
2
3
Fe(s)+CO2(g)已知該反應在不同溫度下的平衡常數(shù)如下:
溫度/℃ 1000 1150 1300
平衡常數(shù) 4.0 3.7 3.5
請回答下列問題:
(1)該反應的平衡常數(shù)表達式K=
c(CO2)
c(CO)
c(CO2)
c(CO)
,△H
0(填“>”、“<”或“=”);
(2)在一個容積為10L的密閉容器中,1000℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反應經過10min后達到平衡.求該時間范圍內反應的平均反應速率v(C02)=
0.006mol/(L?mim)
0.006mol/(L?mim)
、CO的平衡轉化率=
60%
60%

(3)欲提高(2)中CO的平衡轉化率,可采取的措施是
C
C

A.減少Fe的量     B.增加Fe203的量     C.移出部分C02
D.提高反應溫度    E.減小容器的容積    F.加入合適的催化劑.

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科目:高中化學 來源: 題型:

高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應為:
1
3
Fe2O3(s)+CO(g)?
2
3
Fe(s)+CO2(g)
已知該反應在不同溫度下的平衡常數(shù)如下表:
溫度/°C 1000 1150 1300
平衡常數(shù) 4.0 3.7 3.5
回答下列問題:
(1)該反應的平衡常數(shù)表達式K=
c(CO2)
c(CO)
c(CO2)
c(CO)
,△H
0(填“>”、“<”或“=”).
(2)在一個容積為10L的密閉容器中,保持1000℃恒溫,加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反應經過l0min后達到平衡.
①能判斷該反應是否達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是
bce
bce

a.容器中壓強不變     b.混合氣體中c(CO)不變   c.容器中混合氣體密度不變    d.c(CO2)=c(CO)       e.v(CO)=v(CO2
②求l0min內該反應的平均反應速率υ(CO2)=
0.006mol?L-1?min-1
0.006mol?L-1?min-1
,CO的平衡轉化率為
60%
60%

(3)欲提高(2)中CO的平衡轉化率,可采取的措施是
C
C

A.增加高爐高度     B.增加Fe2O3的量   C.移出部分CO2
D.提高反應溫度     E.減小容器的容積     F.加入合適的催化劑
(4)若在與(2)中完全相同的反應條件下,起始時加入a mol Fe2O3和2.0molCO,反應經過t min后達到平衡,且CO的平衡濃度與(2)中CO的平衡濃度相同.則a的最小值應大于
8
15
8
15
;若不考慮固體反應物總表面積變化對反應速率的影響,可判斷t應
10(填“>”、“<”或“=”).

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科目:高中化學 來源: 題型:

高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應為
1
3
Fe2O3(s)+CO(g)?
2
3
Fe(s)+CO2(g) 
已知該反應在不同溫度下的平衡常數(shù)如下:
溫度/℃ 1000 1150 1300
平衡常數(shù) 4.0 3.7 3.5
請回答下列問題:
(1)該反應的平衡常數(shù)表達式K=
c(CO2)
c(CO)
c(CO2)
c(CO)
,△H
0(填“>”、“<”或“=”);
(2)欲提高CO的平衡轉化率,可采取的措施是
C
C

A.減少Fe的量     B.增加Fe2O3的量     C.移出部分CO2
D.提高反應溫度    E.減小容器的容積     F.加入合適的催化劑
(3)在一個容積為10L的密閉容器中,1000℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反應經過l0min后達到平衡.求該時間范圍內反應的平均反應速率υ(CO2)以及達平衡時CO的體積分數(shù).(必須寫出計算過程)

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科目:高中化學 來源: 題型:

(2011?南開區(qū)二模)Ⅰ.高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應為:
1
3
Fe2O3(s)+CO(g)?
2
3
Fe(s)+CO2(g)
已知該反應在不同溫度下的平衡常數(shù)如下:
 溫度/℃  1000  1150  1300
 平衡常數(shù)  4.0  3.7  3.5
請回答以下問題:
(1)該反應的平衡常數(shù)表達式K=
c(CO2)
c(CO)
c(CO2)
c(CO)
,△H=
0(填“>”、“<”或“=”).
(2)在體積為10L的密閉容器中,1000℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反應經過10min后達到平衡,該時間范圍內反應的平均反應速度v(CO2)=
0.006mol/(L?min)
0.006mol/(L?min)
,CO的平衡轉化率為
60%
60%

Ⅱ.在氯氧化法處理含CN-的廢水過程中,液氯在堿性條件下可以將氰化物氧化成氰酸鹽(其毒性僅為氰化物的千分之一),氰酸鹽進一步被氧化為無毒物質.
(1)某廠廢水中含KCN,其濃度為650mg/L.現(xiàn)用氯氧化法處理,發(fā)生如下反應(其中N均為-3價):KCN+2KOH+Cl2═KOCN+2KCl+H2O,則被氧化的元素是
C
C

(2)投入過量液氯,可將氰酸鹽進一步氧化為氮氣,請配平下列化學方程式:
2
2
KOCN+
4
4
KOH+
3
3
Cl2
2
2
CO2+
1
1
N2+
6
6
KCl+
2
2
H2O
(3)若處理上述廢水20L,使KCN完全轉化為無毒物質,至少需液氯
35.5
35.5
g.

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科目:高中化學 來源: 題型:

高爐煉鐵過程中發(fā)生的反應:
1
3
Fe2O3(s)+CO(g)?
2
3
Fe(s)+CO2(g),已知該反應在不同溫度下的平衡常數(shù)如下表,下列說法不正確的是( 。
溫度/℃ 1000 1150 1300
平衡常數(shù) 4.0 3.7 3.5
A、△H<0
B、該反應的平衡常數(shù)表達式是K=
c(CO2)
c(CO)
C、其他條件不變,向平衡體系充入CO2氣體,K值減小
D、其他條件不變,升高溫度,可以降低CO的平衡轉化率

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