Question

高炉炼铁过程中发生的主要反应为：1/3Fe₂O₃(s)+ CO(g)   2/3Fe(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Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂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

Answer

（1）c(CO2)/C(CO) ＜（2）0.006mol·L-1·min-1 60%（3）C

【解析】

试题分析：（1）平衡常数表达式为生成物浓度的系数次方的乘积比反应物浓度的系数次方乘积（固体没有浓度数值为1）所以表达式为：K= c(CO2)/C(CO),温度越高,平衡常数越小,说明升高温度过程使平衡向左移动可知逆反应吸热.正反应放热△H＜0.

（2）②令平衡时CO的物质的量变化为nmol，则：

1/3Fe2O3（s）+CO（g）2/3Fe（s）+CO2（g）

开始（mol）：1 1

变化（mol）：n n

平衡（mol）：1-n 1+n

所以(1+n)/(1-n) =4，解得n=0.6，所以n（CO）=0.6mol÷1mol×100%=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；故选C；

考点：考查化学反应平衡状态