Question

在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生反应：Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：

温度/℃	1 000	1 150	1 300
平衡常数	64.0	50.7	42.9

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的平衡转化率为

 

．
（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CO₂D．提高反应温度 E．减小容器的容积 F．加入合适的催化剂
（4）现在恒压密闭容器中通入1mol H₂和1mol CO₂发生上述反应③，当反应达到平衡后，在其他条件不变时，再通入1mol H₂和1mol CO₂的混合气体，请在图中画出正（v_正）、逆（v_逆）反应速率随时间t变化的示意图．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素

专题：

分析：（1）平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积；图表数据分析，随温度升高平衡常数减小；
（2）依据化学平衡三段式列式计算，令平衡时CO的物质的量变化为nmol，利用三段式表示出平衡时CO、CO₂的物质的量，化学计量数都是1，利用物质的量代替浓度代入平衡常数计算n的值，进而计算CO的浓度变化量，反应速率v=

△c

t

，转化率=

转化的量

起始总量

×100%；
（3）提高CO的平衡转化率，应使平衡向正反应移动，但不能增大CO的用量，结合选项根据平衡移动原理分析；
（4）根据浓度对反应速率的影响及等效平衡的思想的画图．

解答： 解：（1）因平衡常数等于生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，则K=

c3(CO2)

c3(CO)

，图表数据分析，随温度升高平衡常数减小，正反应是放热反应，△H＜0；
故答案为：

c3(CO2)

c3(CO)

；＜；
（2）在一个容积为10L的密闭容器中，1 000℃时加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0mol，Q＜K=64，反应正向进行，反应经过10min后达到平衡，
令平衡时CO的物质的量变化为nmol，则：
            Fe₂O₃（s）+3CO（g）?Fe（s）+3CO₂（g）
开始（mol）：1               1
变化（mol）：n              n
平衡（mol）：1-n              1+n
所以=

(1+n)3

(1-n)3

=64，解得n=0.6mol，
所以发v（CO）=

0.6 10

10

mol?L^-1?min^-1=0.006mol?L^-1?min^-1，
CO的平衡转化率为

0.6

1

×100%=60%，
故答案为：0.006 mol?L^-1?min^-1；60%；
（3）A．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．移出部分CO₂，平衡向正反应移动，CO的平衡转化率增大，故C正确；
D．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D错误；
E．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E错误；
F．加入合适的催化剂，平衡不移动，故F错误；
故选C；
（4）在恒压密闭容器中通入1mol H₂和1mol CO₂发生上述反应，当反应达到平衡后，在其他条件不变时，再通入1mol H₂和1mol CO₂的混合气体，容器体积增大，反应物浓度变大，生成物浓度减小，所以在开始改变的瞬间，正反应速率增大，逆反应速率减小，由于增加的H₂和CO₂的物质的量与起始反应物的物质的量成比例，且该容器恒压条件，所以再次达到平衡时与原平衡为等效平衡，反应速率不变，由此可画出图为，
故答案为：．

点评：本题考查化学平衡的有关计算、化学反应速率计算、影响反应速率的因素、平衡常数等，难度中等，化学平衡移动原理分析判断是关键，画图是本题的难点．