Question

【題目】高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為：1/3Fe2O3(s)+ CO(g) 2/3Fe(s)+CO2(g)

已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下：

請回答下列問題：

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=__________，△H______0(填“>”、“<”或“=”)；

（2）在一個容積為10L的密閉容器中，1000℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反應(yīng)經(jīng)過l0 min后達(dá)到平衡。求該時間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率υ(CO2)= _____________、CO的平衡轉(zhuǎn)化率= _____________；

（3）欲提高（2）中CO的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是_____________。

A減少Fe的量 B增加Fe2O3的量 C移出部分CO2

D提高反應(yīng)溫度 E減小容器的容積 F加入合適的催化劑

Answer 1

【答案】（1），＜；（2）0.006mol·L-1·min-1， 60%；（3）C。

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義，則K=c(CO2)/c(CO)，化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，根據(jù)表格數(shù)據(jù)，隨著溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，隨著溫度升高，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，根據(jù)勒夏特列原理，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H<0；

（2）1000℃時，化學(xué)平衡常數(shù)為4.0，按照題目中所給物質(zhì)的量投入，此時的濃度商為1<4，說明反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，設(shè)反應(yīng)過程中消耗CO為xmol，則達(dá)到平衡時c(CO2)=（1+ x）/10mol·L－1，c(CO)=(1－x)/10mol·L－1，代入化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式，解的x=0.6mol，v(CO2)=0.6/(10×10)mol/(L·min)=0.006 mol/(L·min)，CO的轉(zhuǎn)化率=0.6/1×100%=60%；

（3）Fe、Fe2O3狀態(tài)是固體，固體的濃度視為常數(shù)，因此改變Fe、Fe2O3的量，平衡不移動，故A、B錯誤；C、移出CO2，降低生成物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，CO轉(zhuǎn)化率增大，故正確；D、此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，CO的轉(zhuǎn)化率降低，故錯誤；E、減小容器的容積，增大壓強(qiáng)，因?yàn)榉磻?yīng)前后氣體系數(shù)之和相等，因此平衡不移動，故錯誤；F、催化劑對化學(xué)平衡無影響，故錯誤。