Question

（1）25℃时，一定浓度的K₂Cr₂O₇溶液中存在下列平衡：Cr₂O₇^2－(橙色)＋H₂O 2CrO₄^2-(黄色)＋2H^＋ K = 8.3×10^-15，则该反应的平衡常数表达式K=_________，取少量上述溶液两等份，分别滴加浓硫酸和浓烧碱溶液，出现的现象依次是_________，__________。

（2）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ΔH________0 (填“＞”“＜”或“＝”)，1150℃时，当CO、CO₂浓度均为1.0 mol/L时，化学平衡向（填 “正向”、“逆向”或 “不移动”）________移动。

②在一个容积为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。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO₂)＝________；CO的转化率＝________。

③欲提高Fe₂O₃(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO₂(g)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）c2(CrO42-)· c2(H＋)/c(Cr2O72－)（2分）；

显橙色（1分）显黄色（1分）；

(2)①＜（2分）；正向（2分）；

②0.006 mol·L－1·min－1（2分）60%（2分）；③C（2分）。

【解析】

试题分析：（1）根据化学平衡常数的含义可知Cr2O72－(橙色)＋H2O 2CrO42-(黄色)＋2H＋，则该反应的平衡常数表达式K= c 2(CrO42-)· c 2(H＋)/c (Cr2O72－)；取少量上述溶液两等份，向其中滴加浓硫酸，使溶液中c(H＋)增大，化学平衡逆向移动，故会看到溶液的颜色表示橙色；若加入浓烧碱溶液，反应消耗氢离子，使化学平衡正向移动，溶液的颜色变为黄色；（2）①由于升高温度化学平衡常数减小，说明升高温度化学平衡逆向移动，根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热的方向移动，逆反应方向是吸热反应，正反应是放热反应，所以ΔH<0；1150℃时，当CO、CO2浓度均为1.0 mol/L时，Qc=1<3.7，说明反应正向进行；②在一个容积为10 L的密闭容器中，1000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，则反应开始时c(CO)=c(CO2)=0.1mol/L，假设反应CO消耗的浓度是x，则平衡时c(CO)=(0.1-x)mol/L；c(CO2)= (0.1+x)mol/L，在该温度下化学平衡常数K=4.0，则(0.1+x)mol/L ÷(0.1-x)mol/L=4.0，解得x=0.06mol/L，所以反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝0.06mol/L ÷10min=0.006 mol·L－1·min－1；CO的转化率＝(0.06mol/L ÷0.1mol/L)×100％=60%；③A.Fe是固体，固体的物质的量改变，不能使化学平衡移动，错误；B. 增加固体Fe2O3的量，不能使化学平衡移动，错误；C.移出部分CO2，由于减小了生成物的浓度，化学平正向移动，CO的平衡转化率提高，正确；D.提高反应温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，CO的平衡转化率降低，错误；E．由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以减小容器的容积，化学平衡不发生移动，CO的平衡转化率不变，错误；F．加入合适的催化剂，化学平衡不移动，CO的平衡转化率不变，错误。

考点：考查化学平衡常数表达式及平衡常数的应用、化学反应速率的计算及外界条件对化学平衡移动的影响的知识。