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右表所示：

温度/℃	1 000	1 150	1 300
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（填“＞”“＜”或“=”）0．
（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．求该时间范围内反应的平均反应速率v（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.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）1000℃时，某时刻CO2和CO的物质的量浓度分别为0.2molL﹣1和0.1molL﹣1 ， 则此时反应是否达到平衡（填“是”或“否”），V（正）V（逆）（填“＞”“＜”或“=”）

Answer 1

【答案】
（1）；＜
（2）0.006 mol?L﹣1?min﹣1 ；60%
（3）C
（4）否；＞
【解析】解：（1）高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3（s）+CO（g）Fe（s）+CO2（g），化学平衡常数为生成物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂乘积的比值，该反应的平衡常数表达式K= ，由表中数据可知，温度越高平衡常数越小，故升高温度平衡向逆反应移动，正反应为放热反应，即△H＜0， 所以答案是： ；＜；（2）令平衡时CO的物质的量变化为nmol，则：

	Fe2O3（s）+	CO（g）	Fe（s）+	CO2（g）
起始（mol/L）	1	1	1	1
转化（mol/L）	n	n	n	n
平衡（mol/L）	1-n	1-n	n+1	n+1

所以K= = =4，解得n=0.6，
所以v（CO2）= =0.006 molL﹣1min﹣1 ，
CO的平衡转化率为 ×100%=60%，
所以答案是：0.006 molL﹣1min﹣1；60%；（3）A．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；
所以答案是：C；（4）1000℃时，某时刻CO2和CO的物质的量浓度分别为0.2molL﹣1和0.1molL﹣1 ， 则此时Qc= = =2＜4.0，说明反应正向进行，未达到平衡，V（正）＞V（逆），
所以答案是：否；＞．
【考点精析】本题主要考查了化学平衡状态本质及特征和化学平衡的计算的相关知识点，需要掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）；反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%才能正确解答此题．