Question

I.高炉炼铁的主要反应为Fe₂O₃＋3CO2Fe＋3CO₂。

已知该反应的H，在1000℃时，K=64。在1000℃的条，在容积10 L的密闭容器中，加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1．OmoI，反应经10 min后达到平衡。

(1)该时间范围内的平均反应速率v(CO₂）=_________mol/Lmin

(2) 的最大转化率_________________。

(3)欲提高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．升高反应温度        D．移出部分CO₂

E．使用合适的催化剂    F．减少容器的容积

Ⅱ．已知化学反应①：Fe（s）+CO₂（g）FeO（s）+CO（g），其平衡常数为K₁；化学反应②：Fe（s）+H₂O（g）FeO（s）+H₂（g），其平衡常数K₂．在温度973K和1173K情况下，K₁、K₂的值分别如下：

温度	K1	K2
973K	1.47	2.38
1173K	2.15	1.67

 

(4)通过表格中的数值可以推断：反应①的△H_   O。（填“>”“<”）

(5)现有反应③：该反应的平衡常数的数学表

达式K₃=____。

(6)根据反应①和②可以推导出Ki，Kz和玛之间的关系式。K₃=__________。据此关系式和上表数据，也能推断出反应③的△H_      _0(填“>”“<”)。

 

Answer 1

【答案】

（14分）

（1）0.006     （2分）

（2）60%    （2分）

（3）D      （2分）

（4）＞       （2分）

（5）     （2分）

（6）K₃＝K₁/K₂       （2分） ＞          （2分）

【解析】I.⑴在1000℃时，该反应的平衡常数K=64，在10L恒容密闭容器甲中，加入物质反应达到平衡，设消耗一氧化碳物质的量为x

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

起始量（mol） 1         1            1         1

变化量（mol）           x                      x

平衡量（mol）          1-x                    1+x

K===64，计算得到x=0.6

转化率=60%

v(CO₂）==0.006mol/Lmin

故答案为：⑴0.006mol/Lmin⑵60%；

⑶A．铁是固体，减少Fe的量，不影响平衡移动，CO的平衡转化率不变，故A错误；

B．氧化铁是固体，增加Fe₂O₃的量，不影响平衡移动，CO的平衡转化率不变，故B错误；

C．该反应正反应是放热反应，提高反应温度，平衡向逆反应移动，CO的平衡转化率降低，故C错误；

D．移出部分CO₂，平衡向正反应移动，CO的平衡转化率增大，故D正确；

E．加入合适的催化剂，平衡不移动，故E错误；

F．反应前后气体的物质的量不变，减小容器的容积，增大压强平衡不移动，CO的平衡转化率不变，故F错误；

故选D；

⑷由表中数据可知，温度升高，①的平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应吸热，△H >0

故答案为：>；

⑸依据反应CO₂（g）+H₂（g）CO（g）+H₂O（g），根据平衡常数的概念，该反应的平衡常数K₃的数学表达式：K=

，故答案为：

（6）已知：①Fe（s）+CO₂（g）FeO（s）+CO（g）；

②Fe（s）+H₂O（g）FeO（s）+H₂（g）；

利用盖斯定律将①-②可得：③H₂（g）+CO₂（g）CO（g）+H₂O（g）；

则K₃==÷=；

依据图表平衡常数数据分析，温度升高增大，说明平衡正向进行，反应是吸热反应；△H>0，

答案：，>。

考点：化学反应速率，化学平衡原理及其应用