Question

（2009?宿遷二模）現(xiàn)代煉鋅的方法可分為火法和濕法兩大類．火法煉鋅是將閃鋅礦（主要含ZnS）通過浮選、焙燒使它轉(zhuǎn)化為氧化鋅，再把氧化鋅和足量焦炭混合，在鼓風(fēng)爐中加熱至1373～1573K，使鋅蒸餾出來．主要反應(yīng)為：
焙燒爐中：2ZnS+3O₂=2ZnO+2SO₂ ①
鼓風(fēng)爐中：2C+O₂=2CO ②
ZnO（s）+CO（g）?Zn（g）+CO₂（g）③
假設(shè)鼓風(fēng)爐體積固定且密閉，隨反應(yīng)的進(jìn)行鼓風(fēng)爐內(nèi)不同時間氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度（mol/L）如下表

反應(yīng)進(jìn)行時間/min	CO	Zn	CO2
0	0.11	0	0
2	0.1	0.01	0.01
30	c1	C2	C2
35	c1	C2	C2

（l）若保持溫度不變，在鼓風(fēng)爐中增大CO的濃度，K值

不變

填“增大’、“減小”或“不變”）；
（2）已知：該溫度時，化學(xué)平衡常數(shù)K=1.0，則表中c₁=

0.01mol/L

（寫出計算過程） 
（3）通過改變反應(yīng)條件，使焙燒爐中反應(yīng)①的ZnO幾乎完全被CO還原，焙燒爐和鼓風(fēng)爐消耗的O₂的體積比不超過

3：1

．
（4）若起始濃度不變，通過改變反應(yīng)條件，達(dá)平衡時鼓風(fēng)爐中反應(yīng)③CO的轉(zhuǎn)化率為80%，此時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

0.352

，此時焙燒爐和鼓風(fēng)爐消耗的O₂的體積比大于

12：5 或2.4

．

Answer 1

分析：（l）平衡常數(shù)只與反應(yīng)的溫度有關(guān)；
（2）由表中數(shù)據(jù)分析可知，反應(yīng)③進(jìn)行至30min時，反應(yīng)③達(dá)到平衡狀態(tài)；故c_l濃度為CO的平衡濃度；
（3）根據(jù)ZnO幾乎完全被CO還原，結(jié)合前兩個方程式進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式計算平衡常數(shù)．

解答：解：（l）平衡常數(shù)只與反應(yīng)的溫度有關(guān)，CO濃度增大，平衡常數(shù)不變；故答案為：不變；
（2）由表中數(shù)據(jù)分析可知，反應(yīng)③進(jìn)行至30min時，反應(yīng)③達(dá)到平衡狀態(tài)；故c_l濃度為CO的平衡濃度，設(shè)CO的轉(zhuǎn)化濃度為x，則K=

c(Zn)×c(CO2)

c(CO)

=

x×x

0.11-x

=1.0，解之得x=0.1mol/L，則c₁=0.11mol/L-0.1mol/L=0.01mol/L． 故答案為：0.01mol/L；
（3）根據(jù)題意ZnO幾乎完全被CO還原，鼓風(fēng)爐中反應(yīng)③CO的轉(zhuǎn)化率為100%，此時結(jié)合前兩個方程式知焙燒爐和鼓風(fēng)爐消耗的O₂的體積比等于3：1；故答案為：3：l；
（4）達(dá)平衡時鼓風(fēng)爐中反應(yīng)③CO的轉(zhuǎn)化率為80%，此時Zn和CO₂的濃度為0.088mol/L，CO的濃度為0.012mol/L，則K=

0.088×0.088

0.012

=0.352；③CO的轉(zhuǎn)化率為80%，假設(shè)此時CO為100，則鼓風(fēng)爐中耗氧50，焙燒爐中耗氧80÷2×3=120，120：50=12：5；故答案為：0.352；12：5 或2.4．

點評：本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的計算及其應(yīng)用，難度較大．根據(jù)化學(xué)方程式確定反應(yīng)物的比例關(guān)系是解題的關(guān)鍵．