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＝________，该反应是_________反应(填“放热”或“吸热”)。

(2)在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe₂O₃、CO各4.0 mol，反应经过20min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO)＝__________、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.降低反应温度     B.增加Fe₂O₃的量     C.加入合适的催化剂   D.移出部分CO₂   E.减小容器的容积

(4)在1L的密闭容器中，1150℃条件，下列达平衡状态的是__________。

	A	B	C	D
n(Fe2O3)	0.350	0.027	0.080	0.080
n(CO)	0.010	0.010	0.010	0.050
n(Fe)	0.100	0.064	0.080	0.080
n(CO2)	0.035	0.088	0.037	0.050

Answer

放热 0.016mol/(L∙min) 80% AD C

【解析】

（1）反应Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)的平衡常数；由表中数据可知，温度越高平衡常数越小，故升高温度平衡向逆反应移动，正反应为放热反应；

（2）令平衡时CO的物质的量变化为nmol，则：

，解得n=3.2，所以，CO的平衡转化率为；

（3）A．降低反应温度，平衡将正向移动，可提高CO的平衡转化率，故A符合题意；

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不符合题意；

C．加入合适的催化剂，平衡不移动，故C不符合题意；

D．移出部分CO2，平衡向正反应移动，CO的平衡转化率增大，故D符合题意；

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不符合题意；

故答案为：AD；

（4）1150℃下，平衡常数K=3.7；

A．浓度商，反应未达到平衡状态，故A不符合；

B．浓度商，反应未达到平衡状态，故B不符合；

C．浓度商，反应达到平衡状态，故C符合；

D．浓度商，反应未达到平衡状态，故D不符合；

故答案为：C。