【題目】高爐煉鐵過(guò)程中發(fā)生的主要反應(yīng)為 Fe2O3(s)+CO(g)= 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(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K= , △H0(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(guò)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(CO2)=、CO的平衡轉(zhuǎn)化率=
(3)欲提高(2)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是
A.減少Fe的量
B.增加Fe203的量
C.移出部分CO2
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.

【答案】
(1);<
(2)0.006mol/(L?min);60%
(3)C
【解析】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= ,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(shuō)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,所以答案是: ;<;(2)設(shè)CO轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為x,則

Fe2O3(s)+

CO(g)

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 =4.0,解得x=0.6, CO2的濃度變化量為:c(CO2)= =0.06mol/L,則用二氧化碳表示的反應(yīng)速率為 =0.006mol/(L.min),CO的轉(zhuǎn)化率為 ×100%=60%,所以答案是:0.006mol/(L.min);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(duì)平衡移動(dòng)無(wú)影響,則加入合適的催化劑不能使平衡移動(dòng),故F不選;所以答案是:C.
【考點(diǎn)精析】掌握反應(yīng)速率的定量表示方法和化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征是解答本題的根本,需要知道反應(yīng)速率的單位:mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c-△t;化學(xué)平衡狀態(tài)的特征:“等”即 V正=V逆>0;“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡,平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行;“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變;“變”即條件改變,平衡被打破,并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡;與途徑無(wú)關(guān),外界條件不變,可逆反應(yīng)無(wú)論是從正反應(yīng)開(kāi)始,還是從逆反應(yīng)開(kāi)始,都可建立同一平衡狀態(tài)(等效).

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A

B

C

D

E

F

4molL1 H2SO4/mL

30

V1

V2

V3

V4

V5

飽和CuSO4溶液/mL

0

0.5

2.5

5

V6

20

H2O/mL

V7

V8

V9

V10

10

0

①請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),其中:V1= , V6= , V9=;
②反應(yīng)一段時(shí)間后,實(shí)驗(yàn)A中的金屬呈色,實(shí)驗(yàn)E中的金屬呈色;
③該同學(xué)最后得出的結(jié)論為:當(dāng)加入少量CuSO4溶液時(shí),生成氫氣的速率會(huì)大大提高.但當(dāng)加入的CuSO4溶液超過(guò)一定量時(shí),生成氫氣的速率反而會(huì)下降.請(qǐng)分析氫氣生成速率下降的主要原因
(2)在100℃和200kPa的條件下,反應(yīng)aA(g)bB(g)+cC(g)建立平衡后,在不加入任何物質(zhì)的條件下逐步增大體系的壓強(qiáng)(維持溫度不變),下表列出的不同壓強(qiáng)下反應(yīng)建立平衡時(shí)物質(zhì)B的濃度.

壓強(qiáng)(kPa)

200

500

1 000

B的濃度(molL1

0.04

0.1

0.27

根據(jù)表中的數(shù)據(jù),回答下列問(wèn)題:
①壓強(qiáng)從200kPa增加到500kPa時(shí),平衡移動(dòng)(填“正向”“逆向”或“不”),理由是
②壓強(qiáng)從500kPa增加到1 000kPa時(shí),平衡轉(zhuǎn)移(填“正向”“逆向”或“不”),其原因可能是

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