Question

高溫下，煉鐵高爐中存在下列平衡：FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）△H＞0
試回答下列問(wèn)題：
（1）鐵在元素周期表中位于

四

周期

Ⅷ

族．
（2）寫(xiě)出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：

K=

c(CO2)

c(CO)

，升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值將

增大

（填“增大”、“減小”或“不變”，下同），平衡體系中固體的質(zhì)量將

減小

．
（3）為減少高爐冶鐵時(shí)，含有CO的尾氣排放，下列研究方向不可取的是

ACD

．
A．其它條件不變，增加高爐的高度   　　  B．調(diào)節(jié)還原時(shí)的爐溫
C．增加原料中焦炭與赤鐵礦的比例   　　  D．將生成的鐵水及時(shí)移出
（4）1100℃時(shí)，F(xiàn)eO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g），平衡常數(shù)K=0.4．今在一密閉容器中，加入7.2g的FeO，同時(shí)通入4.48L的CO氣體（已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況），將其升溫到1100℃，并維持溫度不變，達(dá)平衡時(shí)，F(xiàn)eO的轉(zhuǎn)化率為

57.1%

．（精確到0.1%）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)元素周期表的編排規(guī)律以及鐵元素的位置知識(shí)來(lái)回答；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)K=

生成物平衡濃度系數(shù)次方的乘積

反應(yīng)物平衡濃度系數(shù)次方的乘積

，根據(jù)溫度與平衡常數(shù)的關(guān)系來(lái)回答；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響因素知識(shí)來(lái)判斷；
（4）令轉(zhuǎn)化率的CO的物質(zhì)的量為xmol，根據(jù)三段式用x表示出平衡時(shí)一氧化碳與二氧化碳的濃度，代入平衡常數(shù)計(jì)算x值，根據(jù)方程式可知轉(zhuǎn)化的FeO的物質(zhì)的量n（FeO）=n（CO），計(jì)算轉(zhuǎn)化的FeO質(zhì)量，最后利用轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算．

解答：解：（1）金屬鐵元素在周期表中的位置是：第四周期，第ⅤⅢ族，故答案為：四、Ⅷ；
（2）FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）的平衡常數(shù)K=

c(CO2)

c(CO)

，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值將增大，生成的固體鐵的質(zhì)量會(huì)比原來(lái)氧化亞鐵的質(zhì)量少，故答案為：

c(CO2)

c(CO)

；增大；減��；
（3）為減少高爐冶鐵時(shí)含有CO的尾氣排放，使得化學(xué)平衡FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）正向移動(dòng)的因素均可以．
A．其它條件不變，增加高爐的高度，不會(huì)引起化學(xué)平衡的移動(dòng)，不可取，故A正確；
B．升高還原時(shí)的爐溫，會(huì)引起化學(xué)平衡正向移動(dòng)，可取，故B錯(cuò)誤；
C．增加原料中焦炭與赤鐵礦的比例，化學(xué)平衡不會(huì)發(fā)生移動(dòng)，不可取，故C正確；
D．將生成的鐵水及時(shí)移出，不會(huì)引起化學(xué)平衡的移動(dòng)，不可取，故D正確．
故選ACD．
（4）（5）4.48LCO（已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況）物質(zhì)的量為

4.48

22.4

=0.2mol，令轉(zhuǎn)化率的CO的物質(zhì)的量為xmol，則：
            FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g），
開(kāi)始（mol）：0.2               0
變化（mol）：x                 x
平衡（mol）：0.2-x             x
一氧化碳的系數(shù)等于二氧化碳的系數(shù)，故可以用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù)，所以

x

0.2-x

=0.4，解得x=

2

35

mol，由方程式可知，轉(zhuǎn)化的FeO的物質(zhì)的量n（FeO）=n（CO）=

2

35

mol，所以FeO的轉(zhuǎn)化率為

2 35 ×72

7.2

×100%=57.1%，即FeO的轉(zhuǎn)化率為57.1%．
故答案為：57.1%．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及化學(xué)平衡常數(shù)的意義、化學(xué)平衡移動(dòng)的影響因素以及化學(xué)平衡轉(zhuǎn)化率的有關(guān)計(jì)算等知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，難度不大．