Question

【題目】高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為Fe2O3（s）+CO（g）Fe（s）+CO2（g） 已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如右表所示：

溫度/℃	1 000	1 150	1 300
平衡常數(shù)	4.0	3.7	3.5

請回答下列問題：
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K= ， △H（填“＞”“＜”或“=”）0．
（2）在一個容積為10L的密閉容器中，1 000℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反應(yīng)經(jīng)過10min后達(dá)到平衡．求該時間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v（CO2）=、CO的平衡轉(zhuǎn)化率= ．
（3）欲提高（2）中CO的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是 ．
A.減少Fe的量
B.加Fe2O3的量
C.移出部分CO2
D.提高反應(yīng)溫度
E.減小容器的容積
F.加入合適的催化劑
（4）1000℃時，某時刻CO2和CO的物質(zhì)的量濃度分別為0.2molL﹣1和0.1molL﹣1 ， 則此時反應(yīng)是否達(dá)到平衡（填“是”或“否”），V（正）V（逆）（填“＞”“＜”或“=”）

Answer 1

【答案】
（1）；＜
（2）0.006 mol?L﹣1?min﹣1 ；60%
（3）C
（4）否；＞
【解析】解：（1）高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為Fe2O3（s）+CO（g）Fe（s）+CO2（g），化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪乘積的比值，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K= ，由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高平衡常數(shù)越小，故升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0， 所以答案是： ；＜；（2）令平衡時CO的物質(zhì)的量變化為nmol，則：

	Fe2O3（s）+	CO（g）	Fe（s）+	CO2（g）
起始（mol/L）	1	1	1	1
轉(zhuǎn)化（mol/L）	n	n	n	n
平衡（mol/L）	1-n	1-n	n+1	n+1

所以K= = =4，解得n=0.6，
所以v（CO2）= =0.006 molL﹣1min﹣1 ，
CO的平衡轉(zhuǎn)化率為 ×100%=60%，
所以答案是：0.006 molL﹣1min﹣1；60%；（3）A．鐵是固體，減少Fe的量，不影響平衡移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故A錯誤；
B．氧化鐵是固體，增加Fe2O3的量，不影響平衡移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故B錯誤；
C．移出部分CO2 ， 平衡向正反應(yīng)移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；
D．該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，提高反應(yīng)溫度，平衡向逆反應(yīng)移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，故D錯誤；
E．反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，減小容器的容積，增大壓強平衡不移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故E錯誤；
F．加入合適的催化劑，平衡不移動，故F錯誤；
所以答案是：C；（4）1000℃時，某時刻CO2和CO的物質(zhì)的量濃度分別為0.2molL﹣1和0.1molL﹣1 ， 則此時Qc= = =2＜4.0，說明反應(yīng)正向進(jìn)行，未達(dá)到平衡，V（正）＞V（逆），
所以答案是：否；＞．
【考點精析】本題主要考查了化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征和化學(xué)平衡的計算的相關(guān)知識點，需要掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態(tài)平衡，平衡時反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）；反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%才能正確解答此題．