Question

【题目】高炉炼铁过程中发生的主要反应为：Fe2O3(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：

温度/℃	1000	1150	1300
平衡常数	4.0	3.7	3.5

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Fe2O3、CO各1.0 mol，反应经过l0 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2)=______________________、CO的平衡转化率= _____________。

（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

（4）在1L的密闭容器中，1300℃条件，下列达平衡状态的是_______________。

	A	B	C	D
n(Fe2O3)	0.350	0.027	0.080	0.080
n(CO)	0.010	0.010	0.010	0.050
n(Fe)	0.100	0.064	0.080	0.080
n(CO2)	0.035	0.088	0.040	0.050

.

Answer 1

【答案】K= < 0.008 mol·L-1·min-1 80% C A

【解析】

（1）根据化学平衡常数的定义可知：K=；

由于温度升高，化学平衡常数减小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，逆反应是吸热反应，该反应的正反应为放热反应 ，△H<0；

（2）Fe2O3(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g)

起： 1 mol 1 mol 1 mol 1 mol

变： x x x x

终： 1 mol- x 1 mol- x 1 mol+ x 1 mol+ x

平衡常数只与温度有关，且已知1000℃时 K=4.0

即：K===4.0，解得：x = 0.8 mol 则υ(CO2)= = 0.008 mol/ (L·min)；

CO的平衡转化率== 80%；

（3）A、因Fe为固体，对平衡没有影响，选项A错误；

B、因Fe2O3为固体，对平衡没有影响，选项B错误；

C、CO2为气体生成物，减少生成物浓度平衡向正反应方向移动，选项C正确；

D、升高温度平衡向吸热反应方向移动。对于该反应来说是向逆反应方向移动，CO的平衡转化率降低，选项D错误；

E、因为该反应是前后气体相等的可逆反应。所以减小容器的容积也就是增大压强。化学平衡不发生移动。CO的平衡转化率不变。选项E错误；

F、催化剂只改变化学反应速率而不影响平衡的移动，选项F错误。

答案选C；

（4）A、浓度商Qc==3.5，等于平衡常数，故处于平衡状态，选项A符合；

B、浓度商Qc==8.8，大于平衡常数3.5，故反应向逆反应进行，选项B不符合；

C、浓度商Qc==4，大于平衡常数3.5，故反应向逆反应进行，选项C不符合；

D、浓度商Qc==1，小于平衡常数3.5，故反应向正反应进行，选项D不符合；

答案选A。