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，1 000℃时加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0mol，反应经过10min后达到平衡．则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．

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=

消耗量

起始量

×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．

解答： 解：（1）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n（CO）=

0.6mol 10L

10min

=0.006mol?L^-1?min^-1，
CO的平衡转化率为

0.6mol

1mol

×100%=60%，
故答案为：0.006 mol?L^-1?min^-1；60%；
③A．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．

点评：本题考查化学平衡的有关计算、化学反应速率计算、平衡常数等，化学平衡移动原理分析判断是关键，题目难度中等．