Question

高温下，炼铁高炉中存在下列平衡：FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）△H＞0
试回答下列问题：
（1）铁在元素周期表中位于

四

周期

Ⅷ

族．
（2）写出该反应的平衡常数表达式：

K=

c(CO2)

c(CO)

，升高温度，该反应的平衡常数K值将

增大

（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），平衡体系中固体的质量将

减小

．
（3）为减少高炉冶铁时，含有CO的尾气排放，下列研究方向不可取的是

ACD

．
A．其它条件不变，增加高炉的高度   　　  B．调节还原时的炉温
C．增加原料中焦炭与赤铁矿的比例   　　  D．将生成的铁水及时移出
（4）1100℃时，FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g），平衡常数K=0.4．今在一密闭容器中，加入7.2g的FeO，同时通入4.48L的CO气体（已折合为标准状况），将其升温到1100℃，并维持温度不变，达平衡时，FeO的转化率为

57.1%

．（精确到0.1%）

Answer 1

分析：（1）根据元素周期表的编排规律以及铁元素的位置知识来回答；
（2）化学平衡常数K=

生成物平衡浓度系数次方的乘积

反应物平衡浓度系数次方的乘积

，根据温度与平衡常数的关系来回答；
（3）根据化学平衡移动的影响因素知识来判断；
（4）令转化率的CO的物质的量为xmol，根据三段式用x表示出平衡时一氧化碳与二氧化碳的浓度，代入平衡常数计算x值，根据方程式可知转化的FeO的物质的量n（FeO）=n（CO），计算转化的FeO质量，最后利用转化率定义计算．

解答：解：（1）金属铁元素在周期表中的位置是：第四周期，第ⅤⅢ族，故答案为：四、Ⅷ；
（2）FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）的平衡常数K=

c(CO2)

c(CO)

，该反应是吸热反应，升高温度，化学平衡正向移动，该反应的平衡常数K值将增大，生成的固体铁的质量会比原来氧化亚铁的质量少，故答案为：

c(CO2)

c(CO)

；增大；减小；
（3）为减少高炉冶铁时含有CO的尾气排放，使得化学平衡FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）正向移动的因素均可以．
A．其它条件不变，增加高炉的高度，不会引起化学平衡的移动，不可取，故A正确；
B．升高还原时的炉温，会引起化学平衡正向移动，可取，故B错误；
C．增加原料中焦炭与赤铁矿的比例，化学平衡不会发生移动，不可取，故C正确；
D．将生成的铁水及时移出，不会引起化学平衡的移动，不可取，故D正确．
故选ACD．
（4）（5）4.48LCO（已折合为标准状况）物质的量为

4.48

22.4

=0.2mol，令转化率的CO的物质的量为xmol，则：
            FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g），
开始（mol）：0.2               0
变化（mol）：x                 x
平衡（mol）：0.2-x             x
一氧化碳的系数等于二氧化碳的系数，故可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，所以

x

0.2-x

=0.4，解得x=

2

35

mol，由方程式可知，转化的FeO的物质的量n（FeO）=n（CO）=

2

35

mol，所以FeO的转化率为

2 35 ×72

7.2

×100%=57.1%，即FeO的转化率为57.1%．
故答案为：57.1%．

点评：本题涉及化学平衡常数的意义、化学平衡移动的影响因素以及化学平衡转化率的有关计算等知识，属于综合知识的考查，难度不大．