Question

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表：请回答下列问题：

温度/℃	1000	1150	1300
平衡常数	4．0	3．7	3．5

（1）该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH________0 ( 填“>”．“<”或“＝” )；

（2）在体积为10 L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1．0 mol，反应经过10 min后达到平衡。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） < （每空2分）

（2）0．0060 mol/(L·min) 60% （每空3分）

（3）C （2分）

【解析】

试题分析：（1）平衡常数是指在一定条件下的可逆反应中，当达到平衡状态时，生成物平衡浓度系数次幂之积和反应物平衡浓度的系数次幂之积的比值，固体和纯液体不写入平衡常数表达式。该反应的平衡常数表达式K＝c(CO2)/ c(CO)。分析题给数据可知，温度越高平衡常数越小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，即正反应是放热反应，ΔH＜0。

（2）设平衡时CO的物质的量浓度是x，则转化的CO的浓度是0.1－x，生成CO2也是0.1－x，平衡时CO2物质的量浓度为0.1－x＋0.1＝0.2－x。根据平衡常数可知（0.2－x）/x=4，解得x＝0.04mol/L，所以转化的CO为：0.1mol/L－0.04mol/L＝0.06mol/L，转化率是0.06÷0.1×100%=60%。v(CO2)＝0.06mol/L÷10min＝0．0060 mol/(L·min)。

（3）A．减少Fe的量，平衡不移动，CO的转化率不变，错误；B．增加Fe2O3的量，平衡不移动，CO的转化率不变，错误；C．移出部分CO2 ，平衡正向移动，CO的转化率增大，正确；D．该反应为放热反应，提高反应温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，错误；E．该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，减小容器的容积 ，平衡不移动，CO的转化率不变，错误；F．加入合适的催化剂，平衡不移动，CO的转化率不变，错误，选C。

考点：考查化学平衡的移动和平衡计算。