题目内容
【题目】高炉炼铁过程中发生的主要反应为:,已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
温度/℃ | 1000 | 1150 | 1300 |
平衡常数 | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
请回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式______,该反应的正反应是______反应(填“放热”、“吸热”)。
(2)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率______、CO的平衡转化率______;
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是______。
a.减少Fe的量 b.增加Fe2O3的量 c.移出部分CO2 d.提高反应温度e.减小容器的容积 f.加入合适的催化剂
(4)在氯氧化法处理含的废水过程中,液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一),氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。
①某厂废水中含KCN,其浓度为650mg/L。现用氯氧化法处理,发生如下反应(其中N均为价): 被氧化的元素是______。
②投入过量液氯,可将氰酸盐进一步氧化为氮气。请配平下列化学方程式,并标出电子转移方向和数目:
□□□□□□□______
③若处理上述废水40L,使KCN完全转化为无毒物质,至少需液氯______g。
【答案】 放热 80% c KCN中的C元素 71
【解析】
(1)K=,温度升高,K减小,说明温度升高,平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,故答案为:;放热;
(2)设平衡时CO2的浓度为x,则CO的浓度减小x,为mol/L-x=0.1mol/L-x,则K=4.0=,解得:x=0.08mol/L,则=,CO的平衡转化率==80%;
(3)a.减少固体的量,平衡不移动,CO的转化率不变,a错误;
b.增加固体的量,平衡不移动,CO的转化率不变,b错误;
c.移出部分CO2,CO2的浓度减小,平衡正向移动,CO的转化率增大,c正确;
d.提高反应温度,平衡常数减小,CO的转化率减小,d错误;
e.减小容积,该平衡不移动,CO的转化率不变,e错误;
f.加入催化剂能缩短到达平衡的时间,但是不能使平衡发生移动,CO的转化率不变,f错误;
故答案为:c;
(4)①KCN中的C为+2价,KOCN中的C为+4价,所以KCN中的C元素被氧化,故答案为:KCN中的C元素;
②1molCl2参与反应得2mol电子,KOCN生成1molN2失6mol电子,根据得失电子守恒,先作如下配平:2~3Cl2~1N2~6KCl,再根据原子守恒依次配平其它原子,如下:,单线桥表示电子转移如下:,故答案为:;
③该方法将CN-处理变为N2,有如下关系:2KCN~2~(2+3)Cl2,KCN的质量m=650mg/L×40L=26000mg=26g,,解得:m=71g,故答案为:71。