Question

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。

Answer

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。