Question

(10分) 高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)

已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：

温度/℃	1 000	1 150	1 300
平衡常数	4.0	3.7	3.5

请回答下列问题：

（1）该反应的平衡常数表达式K＝____________，ΔH______0(填“>”、“<”或“＝”)；

（2）在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000℃ 时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝__________________、CO的平衡转化率＝__________；

（3）欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是__________。

A．减少Fe的量

B．增加Fe2O3的量

C．移出部分CO2

D．提高反应温度

E．减小容器的容积

F．加入合适的催化剂

Answer 1

（1）c(CO2) / c(CO) <（2）0.006mol/(L·min) 60﹪（3）C

【解析】

试题分析：（1）固体的浓度看成是一个常数，不写在平衡常数表达式中，故K=c(CO2) / c(CO)，根据表格给出的数据知道温度升高K减小，说明温度升高平衡向逆向移动，逆反应方向就是吸热反应，那么正反应就是放热反应，ΔH < 0（2）先比较浓度商和平衡常数的关系Q=c(CO2) / c(CO)=0.1 mol/L /0.1 mol/L =1 <K=4.0，所以反应向正向进行，设CO浓度变化了x，有：

Fe2O3(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)

起始浓度（mol/L） 0. 1 0. 1

变化浓度（mol/L） x x

平衡浓度（mol/L） 0.1-x 0.1+x (1+x)/(1-x)=4.0 得x=0.06 mol/L, v(CO2)＝0.06 mol/L÷10min=0.006mol/(L·min)，CO的平衡转化率=0.06 mol/L÷0.1mol/L=0.6=60﹪（3）要提高CO的转化率，就要让平衡向正向移动， Fe和Fe2O3 都是固体，改变它们的量对反应体系的浓度没有影响，故平衡不发生移动，A、B 不可行； 移出部分CO2，使生成物的浓度减小，平衡向正向移动，C对；反应时放热反应，提高反应温度平衡向逆向移动，D错；减小容器的容积，增大压强，但反应两边气体的化学计量数相等，平衡不移动，E错；催化剂不能让平衡发生移动，F错，选C。

考点：平衡常数和转化率的计算、化学平衡的移动。