Question

高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：

Fe₂O₃(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO₂(g) △H=aKJ ·mol^－1

（1）已知：

①Fe₂O₃(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)   △H₁=+489.0kJ·mol^－1

C(石墨)+CO₂(g)=2CO(g)   △H₂=+172.5kJ·mol^－1

则a=         kJ·mol^－1。

（2）冶炼铁反应的平衡常数表达式K=           ，温度升高后，K值          (填“增大”、“不变”或“减小”)。

（3）在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡。

	Fe2O3	CO	Fe	CO2
甲/mol	1.0	1.0	1.0	1.0
乙/mol	1.0	2.0	1.0	1.0

甲容器中CO的平衡转化率为           。

②下列说法正确的是          (填字母)。

a．若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态

b．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2:3

c．增加Fe₂O₃可以提高CO₂的转化率

Answer

（1）－28.5 （2）C3(CO2)/C3(CO) 减小 （3）①60% ②ab (漏选得1分，错选不得分)

【解析】

试题分析：（1）①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1

②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1；①-②×3得到Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)，根据盖斯定律得到反应的焓变=+489.0kJ•mol-1-3×(+172.5kJ•mol-1)=-28.5kJ•mol-1。

（2）Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)的平衡常数K=，该反应是放热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小；

（3）①在T℃时，该反应的平衡常数K=64，甲容器内浓度商Qc=1，小于平衡常数，反应向正反应进行，设消耗一氧化碳物质的量为x，则：

Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)

起始量(mol)：1 1

变化量(mol)：x x

平衡量(mol)：1-x 1+x

反应前后气体体积不变，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，故=64，解得x=0.6，故CO的转化率=0.6mol/1mol×100%=60%，②a．反应前后气体质量变化，体积不变，随反应进行气体密度发生变化，若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态，故a正确；b．甲为等效平衡，平衡时CO的含量相等，由于CO的含量=，则平衡时甲、乙中CO的平衡浓度之比为2mo/L：3mol/L=2：3，故b正确；d．Fe2O3为固体量，增加其用量，不影响化学平衡移动，不能提高CO的转化率，故c错误，故选ab。

【考点定位】考查化学平衡计算、平衡常数、反应热计算等。

【名师点晴】化学平衡图表题，首先要搞变量间的关系，搞清楚变化趋势，确定平衡状态，再结合化学反应速率和影响平衡的因素进行分析，化学平衡常数的计算一定要紧扣公式，搞清平衡时的浓度的变化及化学计量数；分析平衡的移动时要将反应原理与改变的条件相结合，可先确定移动的方向，再反应推测影响因素；至于平衡的计算可利用三段式进行计算，可能繁点但相对要容易得多，也不易出错。