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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:灵鹊做题网作业帮 分类:化学作业 时间:2024/05/08 20:10:14
高炉炼铁过程中发生的主要反应为
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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).
(1)平衡常数等于平衡时生成物浓度的系数次幂之积除以反应物浓度的系数次幂之积,固体看作是1,所以K=
[CO2]
[CO],根据表可知,温度越高,平衡常数越小,平衡逆向移动,所以该反应的正反应为放热反应,所以△H<0,
故答案为:
[CO2]
[CO];<;
(2)设CO转化了的浓度为xmol/L,
            
1
3Fe2O3(s)+CO(g)⇌
2
3Fe(s)+CO2(g)
起始(mol/L)             0.1               0.1
转化(mol/L)              x                 x
平衡(mol/L)             0.1-x             0.1+x
根据1000℃时K=
0.1+x
0.1−x=4,得x=0.06,所以v(CO2)=
0.06
10mol/(L•min)=0.006mol/(L•min),CO的平衡转化率为
0.06
0.1×100%=60%,
故答案为:0.006mol/(L•min);60%;
(3)固体对平衡没有影响,所以减少Fe的量或增加Fe2O3的量平衡不移动,故A、B错误;
移出部分CO2,平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大,故C正确;
该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,CO的转化率下降,故D错误;
该反应的气体体积前后不变,所以改变压强,对平衡没有影响,故E错误;
催化剂不能使平衡移动,也不能提高CO的转化率,故F错误;
故答案为:C;
(4)根据图可知,温度越高,CO的转化率越低,反应逆向进行,所以该反应的正反应为放热反应,△H<0,根据图可知,在1.3×104kPa下,CO的转化率已经很高了,再增大压强,CO的转化率提高不大,而生产成本增加,得不偿失,
故答案为:<;在1.3×104kPa下,CO的转化率已经很高了,再增大压强,CO的转化率提高不大,而生产成本增加,得不偿失.