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：

溫度/℃	1000	1150	1300
平衡常數(shù)	4.0	3.7	3.5

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝_____________，ΔH________0(填“>”、“<”或“＝”)；

（2）在一個(gè)容積為5L的密閉容器中，1000℃時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，此時(shí)比較v(正)___v(逆) （填“>” “=” “<”），反應(yīng)經(jīng)過2min后達(dá)到平衡。求該時(shí)間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(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）、c(CO2)/ c(CO) ，< （2）、 > ， 0.06mol.L-1.min-1 ，60%；（3）、C

【解析】

試題（1）平衡常數(shù)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)中，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物難得的冪之積的比值，所以其表達(dá)式為K＝c(CO2)/ c(CO)。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)可知，溫度越高平衡常數(shù)越小，所以升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。

（2）設(shè)平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量濃度是x，則消耗CO的濃度是0.2－x，生成CO2也是0.2－x，平衡是CO2就是0.2－x＋0.2＝0.4－x。根據(jù)平衡常數(shù)知 (0.4-x)/x=4，解得x＝0.08mol/L，所以消耗CO是0.2mol/L－0.08mol/L＝0.12mol/L，則其轉(zhuǎn)化率是0.06÷0.1×100%=60%。CO2的反應(yīng)速率是0.12mol/L÷2min＝0.06mol/(L·min)。

（3）固體質(zhì)量的變化，不影響平衡狀態(tài)，AB不正確。C是解得生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率增大。正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率降低。反應(yīng)前后體積不變，改變壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)。同樣催化劑也不能影響平衡狀態(tài)，所以正確的答案是C。