高炉炼铁过程中发生的主要反应为13Fe2O3?23Fe(s)+CO2(g)．已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:温度/℃100011501300平衡常数4.03.73.5请回答下列问题:(1)该反应的平衡常数表达式K= .△H 0,(2)在一个容积为10L的密闭容器中.1000℃时加入Fe.Fe2O3.CO.CO2各1.0mol.反应经过10min后达到平衡．求� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

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/℃	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1.0mol，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
（4）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示．
该反应△H

0（填“＞”或“＜”）．实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理由是

．

考点：化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据平衡常数的定义写表达式，根据温度对平衡的影响判断反应的热效应；
（2）利用三段式计算平衡时各物质的浓度，再根据v=

△c

计算反应速率和平衡转化率；
（3）根据影响平衡移动的因素判断；
（4）根据温度对平衡移动的影响判断反应的热效应，根据生产实际中对反应的转化率的要求和工业生产成本的角度解释．

解答： 解：（1）平衡常数等于平衡时生成物浓度的系数次幂之积除以反应物浓度的系数次幂之积，固体看作是1，所以K=

[CO2]

[CO]

，根据表可知，温度越高，平衡常数越小，平衡逆向移动，所以该反应的正反应为放热反应，所以△H＜0，
故答案为：

[CO2]

[CO]

；＜；
（2）设CO转化了的浓度为xmol/L，

Fe₂O₃（s）+CO（g）?

Fe（s）+CO₂（g）
起始（mol/L）             0.1               0.1
转化（mol/L）              x                 x
平衡（mol/L）             0.1-x             0.1+x
根据1000℃时K=

0.1+x

0.1-x

=4，得x=0.06，所以v（CO₂）=

0.06

mol/（L?min）=0.006mol/（L?min），CO的平衡转化率为

0.06

0.1

×100%=60%，
故答案为：0.006mol/（L?min）；60%；
（3）固体对平衡没有影响，所以减少Fe的量或增加Fe₂O₃的量平衡不移动，故A、B错误；
移出部分CO₂，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故C正确；
该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CO的转化率下降，故D错误；
该反应的气体体积前后不变，所以改变压强，对平衡没有影响，故E错误；
催化剂不能使平衡移动，也不能提高CO的转化率，故F错误；
故答案为：C；
（4）根据图可知，温度越高，CO的转化率越低，反应逆向进行，所以该反应的正反应为放热反应，△H＜0，根据图可知，在1.3×10⁴kPa下，CO的转化率已经很高了，再增大压强，CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失，
故答案为：＜；在1.3×10⁴kPa下，CO的转化率已经很高了，再增大压强，CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失．

点评：本题主要考查了影响化学平衡移动的因素、化学平衡常数的计算及应用等知识点，中等难度，解题时要注意平衡移动原理的灵活运用．