Question

2．高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）△H
（1）已知：Fe₂O₃（s）+3C（石墨，s）═2Fe（s）+3CO（g）△H₁
C（石墨，s）+CO₂（g）═2CO（g）△H₂
则△H=△H₁-3△H₂（用含△H₁、△H₂代数式表示）
（2）在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡．

	Fe2O3	CO	Fe	CO2
甲/mol	1.0	1.0	1.0	1.0
乙/mol	1.0	1.5	1.0	1.0

①甲容器中CO的平衡转化率为60%．
②下列说法正确的是B（填字母）．
A．若容器压强恒定，反应达到平衡状态
B．若容器内气体密度恒定，反应达到平衡状态
C．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的
D．增加Fe₂O₃就能提高CO的转化率．

Answer 1

分析 （1）依据热化学方程式 和盖斯定律计算分析判断；
（2）①在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲中，加入物质反应达到平衡，依据平衡三段式列式计算结合转化率概念计算得到；
②A．反应前后气体系数相等，容器压强始终恒定；
B．反应前后气体质量变化，体积不变，则密度变化；
C．乙容器中一氧化碳增加，相当于增大压强，反应前后体积不变，甲容器中CO的平衡转化率等于乙的转化率；
D．固体量增加不影响化学平衡．

解答 解：（1）①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H₁
②C（石墨）+CO₂（g）=2CO（g）△H₂
依据盖斯定律①-②×3得到Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）△H=△H₁-3△H₂，
故答案为：△H₁-3△H₂；
（2）①在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L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=$\frac{c{\;}^{3}（CO{\;}_{2}）}{c{\;}^{3}（CO）}$=$\frac{（1+x）{\;}^{3}}{（1-x）{\;}^{3}}$=64，计算得到x=0.6
转化率=60%
故答案为：60%；
②A．反应前后气体系数相等，容器压强始终恒定，不能标志反应达到平衡状态，故A错误；
B．反应前后气体质量变化，体积不变，若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态，故B正确；
C．乙容器中一氧化碳增加，相当于增大压强，反应前后体积不变，则甲容器中CO的平衡转化率等于乙的转化率，故C错误；
D．固体量增加不影响化学平衡，增加Fe₂O₃不能提高CO的转化率，故D错误；
故答案为：B．

点评 本题考查了热化学方程式和盖斯定律计算应用，平衡移动及其计算应用，化学平衡三段式列式计算方法题目难度中等．