内容正文:
——化学平衡常数
【专题训练】
1.常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni(s)+4CO(g)((Ni(CO)4(g)。230 ℃时,该反应的平衡常数K=2×10-5。已知:Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃,固体杂质不参与反应。
第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;
第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230 ℃制得高纯镍。
下列判断正确的是( )
A.增大c(CO),平衡向正向移动,反应的平衡常数增大
B.第一阶段,在30 ℃和50 ℃两者之间选择反应温度,选50 ℃
C.第二阶段,Ni(CO)4分解率较低
D.该反应达到平衡时,v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)
解析:选B。A项,考生易因混淆影响化学平衡常数的因素而出错,考生应注意平衡常数的大小只与温度有关,与浓度无关,所以增大c(CO),反应的平衡常数不变,错误;B项,第一阶段,50 ℃时,反应速率较快,且Ni(CO)4为气态,易于从反应体系中分离出来,正确;C项,第二阶段,加热至230 ℃制得高纯镍的反应方程式为Ni(CO)4(g)((Ni(s)+4CO(g),平衡常数K1==5×104,所以Ni(CO)4分解率较高,错误;D项,因反应达到平衡时,正、逆反应速率相等,根据该反应的化学计量数可知,该反应达到平衡时,4v生成[Ni(CO)4]=v生成(CO),错误。
2.高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)+3CO(g)((2Fe(s)+3CO2(g),该反应在不同温度下的平衡常数如表所示:
温度/℃
1 000
1 115
1 300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
为了提高上述反应中CO的转化率,可采取的方法是( )
A.升高反应体系的温度
B.及时移出体系中的CO2
C.加入合适的催化剂
D.增大Fe2O3的量
解析:选B。由表格中平衡常数随温度的变化关系可知,温度越高平衡常数越小,说明升温平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,ΔH<0,升高反应体系的温度,平衡逆向移动,反应物平衡转化率降低,A项不选;移出体系中的CO2,平衡正向移动,反应物的平衡转化率增大,B项方法合理;催化剂不能使平衡发生移动,C项不选;Fe2O3为固体反应物,其量的增大,不能使平衡发生移动,D项不选。
3.[2019·高考天津卷,7(5)]在1 L真空密闭容器中加