Question

（2010?海南）高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為

1

3

Fe₂O₃（s）+CO（g）=

2

3

Fe（s）+CO₂（g）已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下：

溫度/℃	1000	1150	1300
平衡常數(shù)	4.0	3.7	3.5

請回答下列問題：
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

c(CO2)

c(CO)

，△H

＜

0（填“＞”、“＜”或“=”）；
（2）在一個(gè)容積為10L的密閉容器中，1000℃時(shí)加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0mol，反應(yīng)經(jīng)過10min后達(dá)到平衡．求該時(shí)間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v（C0₂）=

0.006mol/（L?mim）

、CO的平衡轉(zhuǎn)化率=

60%

：
（3）欲提高（2）中CO的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是

C

．
A．減少Fe的量     B．增加Fe₂0₃的量     C．移出部分C0₂
D．提高反應(yīng)溫度    E．減小容器的容積    F．加入合適的催化劑．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的概念來書寫表達(dá)式，并利用溫度與化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系來分析反應(yīng)熱；
（2）根據(jù)各物質(zhì)的物質(zhì)的量、化學(xué)平衡常數(shù)及三段法計(jì)算來平衡時(shí)的量，再計(jì)算反應(yīng)速率及物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率；
（3）根據(jù)影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素可知，提高（2）中CO的平衡轉(zhuǎn)化率則是分析能使平衡正向移動(dòng)的措施來解答．

解答：解：（1）由平衡常數(shù)是指在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值，
但需要注意但是固體和純液體的濃度視為常數(shù)，不能出現(xiàn)在表達(dá)式中，則K=

c(CO2)

c(CO)

，又從表中數(shù)據(jù)可知隨著溫度的升高平衡常數(shù)逐漸減小，
則說明溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即△H＜0，故答案為：

c(CO2)

c(CO)

；＜；
（2）設(shè)CO轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為x，則
            

1

3

Fe₂O₃（s）+CO（g）═

2

3

Fe（s）+CO₂（g）
起始量（mol）           1.0               1.0
轉(zhuǎn)化的量（mol）          x                 x
平衡時(shí)的量（mol）      1.0-x             1.0+x
又在1000℃時(shí)K=4.0，則有

1.0+x

1.0-x

=4.0，解得x=0.6，
C0₂的濃度變化量為：c（C0₂）=

0.6mol

10L

=0.06mol/L，
則用二氧化碳表示的反應(yīng)速率為

0.06mol/L

10min

=0.006mol/（L．mim），
CO的轉(zhuǎn)化率為

0.6mol

1.0mol

×100%=60%，
故答案為：0.006mol/（L．mim）；60%；
（3）若提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率，則化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，
因Fe、Fe₂O₃都是固體，改變質(zhì)量平衡不移動(dòng)，故AB不選；
移出二氧化碳?xì)怏w，減小生成物中氣體的濃度，則平衡正向移動(dòng)，故C選；
因反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故D不選；
因該反應(yīng)前后氣體的體積不變，則減小容器的容積，平衡不移動(dòng)，故E不選；
因催化劑對平衡移動(dòng)無影響，則加入合適的催化劑不能使平衡移動(dòng)，故F不選；
故答案為：C．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查化學(xué)平衡常數(shù)的概念及計(jì)算以及反應(yīng)熱的有關(guān)判斷，利用化學(xué)平衡三段法計(jì)算平衡時(shí)的量并借助化學(xué)反應(yīng)速率的概念、轉(zhuǎn)化率的概念來計(jì)算，并應(yīng)熟悉外界條件對化學(xué)平衡的影響來解答即可．