Question

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

請回答下列問題：

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=_____________，△H________0(填“>”、“<”或“=”)。

（2）在一個容積為10L的密閉容器中，1000℃時加入Fe2O3、CO各1.0 mol，反應(yīng)經(jīng)過l0 min后達到平衡。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

（4）在1L的密閉容器中，1300℃條件，下列達平衡狀態(tài)的是_______________。

	A	B	C	D
n(Fe2O3)	0.350	0.027	0.080	0.080
n(CO)	0.010	0.010	0.010	0.050
n(Fe)	0.100	0.064	0.080	0.080
n(CO2)	0.035	0.088	0.040	0.050

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Answer 1

【答案】K= < 0.008 mol·L-1·min-1 80% C A

【解析】

（1）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義可知：K=；

由于溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，說明升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng) ，△H<0；

（2）Fe2O3(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g)

起： 1 mol 1 mol 1 mol 1 mol

變： x x x x

終： 1 mol- x 1 mol- x 1 mol+ x 1 mol+ x

平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，且已知1000℃時 K=4.0

即：K===4.0，解得：x = 0.8 mol 則υ(CO2)= = 0.008 mol/ (L·min)；

CO的平衡轉(zhuǎn)化率== 80%；

（3）A、因Fe為固體，對平衡沒有影響，選項A錯誤；

B、因Fe2O3為固體，對平衡沒有影響，選項B錯誤；

C、CO2為氣體生成物，減少生成物濃度平衡向正反應(yīng)方向移動，選項C正確；

D、升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動。對于該反應(yīng)來說是向逆反應(yīng)方向移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，選項D錯誤；

E、因為該反應(yīng)是前后氣體相等的可逆反應(yīng)。所以減小容器的容積也就是增大壓強。化學(xué)平衡不發(fā)生移動。CO的平衡轉(zhuǎn)化率不變。選項E錯誤；

F、催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率而不影響平衡的移動，選項F錯誤。

答案選C；

（4）A、濃度商Qc==3.5，等于平衡常數(shù)，故處于平衡狀態(tài)，選項A符合；

B、濃度商Qc==8.8，大于平衡常數(shù)3.5，故反應(yīng)向逆反應(yīng)進行，選項B不符合；

C、濃度商Qc==4，大于平衡常數(shù)3.5，故反應(yīng)向逆反應(yīng)進行，選項C不符合；

D、濃度商Qc==1，小于平衡常數(shù)3.5，故反應(yīng)向正反應(yīng)進行，選項D不符合；

答案選A。