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：

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）欲提高反应中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．加入合适的催化剂   

E．增大容器的容积        

F.提高反应温度

（3）在一个容积为1L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各2.0mol，此时V(正)    V(逆)(填“＞”“＜”或“＝”)，若反应经过5min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=   ．

Answer

（1）；＜；

（2）C

（3）＞；0.24 mol/(L·min)；60%

【解析】

试题分析：（1）Fe2O3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常数表达式K=；由表中数据可知，随温度升高平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，则△H＜0，故答案为：；＜；

（2）A．Fe为固体，减少Fe的量，不影响平衡移动，CO转化率不变，故A错误；B．Fe2O3为固体，增加Fe2O3的量，不影响平衡移动，CO转化率不变，故B错误；C．移出部分CO2，生成物浓度降低，平衡正向移动，CO转化率增大，故C正确；D．正反应为放热反应，提高反应温度，平衡逆向移动，CO转化率减小，故D错误；E．减小容器的容积，压强增大，反应前后气体体积不变，平衡不移动，CO转化率不变，故E错误； F．加入合适的催化剂，可以加快反应速率，不影响平衡移动，CO转化率不变，故F错误，故选C；

（3）此时浓度商Qc==1＜K=4，反应向正反应进行，则v(正)＞v(逆)；1000℃时时平衡常数K=4，由平衡常数K=可知，平衡时c(CO2)=4c(CO)，故平衡时n(CO2)=4n(CO)，由碳元素守恒可知n(CO2)+n(CO)=4mol，联立可得n(CO2)=3.2mol、n(CO)=0.8mol，则v(CO2)==0.24mol/(L·min)，转化的CO为2mol-0.8mol=1.2mol，故CO转化率=×100%=60%，故答案为：＞；0.24mol/(L·min)；60%。

考点：考查了化学平衡计算与影响因素、平衡常数及其应用的相关知识。