Question

（10分） 高炉炼铁过程中发生的主要反应为: 1/3Fe₂O₃(s)+CO(g)2/3Fe(s)+CO₂(g)

已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：

温度/℃	1000	1150	1300
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=                  ，△H             0(填“>”、“<”或“=”)；

(2)在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0 mol，反应经过l0min后达到平衡，则该时间范围内反应的平均反应速率υ(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

【答案】

(1)K_平＝[c(CO₂)]/[c(CO)]    （2分）＜     （2分）

(2)0.006mol/(L·min)       （2分） 60%或0.6   （2分）        (3)C    （2分）

【解析】考查平衡常数的判断及有关应用。

（1）平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以该反应的平衡常数表达式为K_平＝[c(CO₂)]/[c(CO)]。随着温度的升高，平衡常数逐渐减小，所以正反应是放热反应，即△H小于0。

（2）                  1/3Fe₂O₃(s)+CO(g)2/3Fe(s)+CO₂(g)

起始量（mol）                     1.0                1.0

转化量（mol）                     x                  x

平衡量（mol）                    1.0－x             x＋10

所以有，解得x＝0.6mol

所以该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO₂)=

CO的平衡转化率=

（3）由于反应前后体积不变，铁和氧化铁是固体，所以选项ABEF对平衡不影响。正反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，转化率降低，所以正确的答案是C。