题目内容
现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类．火法炼锌是将闪锌矿（主要含ZnS）通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌，再把氧化锌和足量焦炭混合，在鼓风炉中加热至1373～1573K，使锌蒸馏出来．主要反应为：焙烧炉中：2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2 ①
鼓风炉中：2C+O2=2CO ②
ZnO（s）+CO（g）?Zn（g）+CO2（g）③
假设鼓风炉体积固定且密闭，随反应的进行鼓风炉内不同时间气态物质的物质的量浓度（mol/L）如下表
| 反应进行时间/min | CO | Zn | CO2 |
| 0.11 | |||
| 2 | 0.1 | 0.01 | 0.01 |
| 30 | c1 | C2 | C2 |
| 35 | c1 | C2 | C2 |
（2）已知：该温度时，化学平衡常数K=1.0，则表中c1=______（写出计算过程）
（3）通过改变反应条件，使焙烧炉中反应①的ZnO几乎完全被CO还原，焙烧炉和鼓风炉消耗的O2的体积比不超过______．
（4）若起始浓度不变，通过改变反应条件，达平衡时鼓风炉中反应③CO的转化率为80%，此时该反应的平衡常数K=______，此时焙烧炉和鼓风炉消耗的O2的体积比大于______．
【答案】分析：（l）平衡常数只与反应的温度有关；
（2）由表中数据分析可知，反应③进行至30min时，反应③达到平衡状态；故cl浓度为CO的平衡浓度；
（3）根据ZnO几乎完全被CO还原，结合前两个方程式进行分析；
（4）根据平衡常数表达式计算平衡常数．
解答：解：（l）平衡常数只与反应的温度有关，CO浓度增大，平衡常数不变；故答案为：不变；
（2）由表中数据分析可知，反应③进行至30min时，反应③达到平衡状态；故cl浓度为CO的平衡浓度，设CO的转化浓度为x，则K=
=
=1.0，解之得x=0.1mol/L，则c1=0.11mol/L-0.1mol/L=0.01mol/L． 故答案为：0.01mol/L；
（3）根据题意ZnO几乎完全被CO还原，鼓风炉中反应③CO的转化率为100%，此时结合前两个方程式知焙烧炉和鼓风炉消耗的O2的体积比等于3：1；故答案为：3：l；
（4）达平衡时鼓风炉中反应③CO的转化率为80%，此时Zn和CO2的浓度为0.088mol/L，CO的浓度为0.012mol/L，则K=
=0.352；③CO的转化率为80%，假设此时CO为100，则鼓风炉中耗氧50，焙烧炉中耗氧80÷2×3=120，120：50=12：5；故答案为：0.352；12：5 或2.4．
点评：本题考查化学平衡常数的计算及其应用，难度较大．根据化学方程式确定反应物的比例关系是解题的关键．
（2）由表中数据分析可知，反应③进行至30min时，反应③达到平衡状态；故cl浓度为CO的平衡浓度；
（3）根据ZnO几乎完全被CO还原，结合前两个方程式进行分析；
（4）根据平衡常数表达式计算平衡常数．
解答：解：（l）平衡常数只与反应的温度有关，CO浓度增大，平衡常数不变；故答案为：不变；
（2）由表中数据分析可知，反应③进行至30min时，反应③达到平衡状态；故cl浓度为CO的平衡浓度，设CO的转化浓度为x，则K=
=
=1.0，解之得x=0.1mol/L，则c1=0.11mol/L-0.1mol/L=0.01mol/L． 故答案为：0.01mol/L；（3）根据题意ZnO几乎完全被CO还原，鼓风炉中反应③CO的转化率为100%，此时结合前两个方程式知焙烧炉和鼓风炉消耗的O2的体积比等于3：1；故答案为：3：l；
（4）达平衡时鼓风炉中反应③CO的转化率为80%，此时Zn和CO2的浓度为0.088mol/L，CO的浓度为0.012mol/L，则K=
=0.352；③CO的转化率为80%，假设此时CO为100，则鼓风炉中耗氧50，焙烧炉中耗氧80÷2×3=120，120：50=12：5；故答案为：0.352；12：5 或2.4．点评：本题考查化学平衡常数的计算及其应用，难度较大．根据化学方程式确定反应物的比例关系是解题的关键．
练习册系列答案
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2ZnO+2SO2
；鼓风炉中：2C +O2
2CO
