Question

I．高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法，發生的主要反應為：
Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）△H
（1）已知：①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H₁
②C（石墨）+CO₂（g）=2CO（g）△H₂，則△H=______（用含△H₁、△H₂代數式表示）
（2）高爐煉鐵反應的平衡常數表達式K=______．
（3）在T℃時，該反應的平衡常數K=64，在2L恒容密閉容器甲和乙中，分別按下表所示加入物質，反應經過一段時間后達到平衡．

	Fe2O3	CO	Fe	CO2
甲/mol	1.0	1.0	1.0	1.0
乙/mol	1.0	1.5	1.0	1.0

①甲容器中CO的平衡轉化率為______．
②下列說法正確的是______（填編號）．
A．若容器壓強恒定，反應達到平衡狀態B．若容器內氣體密度恒定，反應達到平衡狀態
C．甲容器中CO的平衡轉化率大于乙的D．增加Fe₂O₃就能提高CO的轉化率
II．納米MgO可用尿素與氯化鎂合成．某小組研究該反應在溫度為378～398K時的反應
時間、反應物配比等因素對其產率的影響．請完成以下實驗設計表：

編號	溫度/K	反應時間/h	反應物物質的量配比	實驗目的
①	378	3	3：1	實驗②和④探究______ 實驗②和______探究反應時間對產率的影響
②	378	4	4：1
③	378	3	______
④	398	4	4：1

如圖為溫度對納米MgO產率（曲線a）和粒徑（曲線b）的影響，請歸納出溫度對納米MgO制備的影響（寫出一條）：
______．

Answer 1

I．（1）①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H₁①
C（石墨）+CO₂（g）=2CO（g）△H₂②
由①-②×3，得到熱化學方程式：Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=△H₁-3△H₂，
故答案為：△H₁-3△H_2；
（2）反應Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）的平衡常數K=

c3(CO2)

c3(CO)

，故答案為：

c3(CO2)

c3(CO)

；
（3）①令平衡時CO的物質的量變化為nmol，則：
Fe₂O₃（s）+3CO（g）?Fe（s）+3CO₂（g）
開始（mol）：11 1 1
變化（mol）：nn n n
平衡（mol）：1-n 1-n n n
所以K=

c3(CO2)

c3(CO)

=

n3(CO2)

n3(CO)

=

n3

(1-n)3

=64，解得n=0.6，所以CO的平衡轉化率為

0.6mol

1mol

×100%=60%，故答案為：60%；
②②A、該反應是反應前后氣體體積沒有變化的反應，容器中的壓強不再發生變化，不能證明達到了平衡狀態，故A錯誤；
B、該容器的體積保持不變，根據質量守恒定律知，反應前后混合氣體的質量會變，所以容器內氣體的密度會變，當容器中氣體的密度不再發生變化時，能表明達到化學平衡狀態，故B正確；
C、該反應是反應前后氣體體積沒有變化的反應，增加反應物氣體的物質的量平衡不發生移動，轉化率不變，故C錯誤；
D、氧化鐵是固體，增加Fe₂O₃的量，不影響平衡移動，故D錯誤；
故選：B．
II．實驗根據控制變量法進行對比試驗，研究溫度、反應時間、反應物配比對氧化鎂產率的影響．
實驗①和③，溫度相同，反應時間相同，應研究反應物配比對氧化鎂產率的影響，③中反應物配比應為4：1；
實驗②和④，反應時間相同，反應物配比相同，溫度不同，應是探究溫度對產率的影響；
③中反應物配比應為4：1，實驗②和③，溫度相同、反應物配比相同，反應時間不同，探究反應時間對產率的影響．
故答案為：4：1；溫度對產率的影響；③；
由圖表中數據可知，在378K～398K，納米MgO的粒徑大小無明顯變化，在383K較低溫度下有利于形成較小的顆粒，納米MgO產率隨溫度的升高而增大．
故答案為：在378K～398K，納米MgO的粒徑大小無明顯變化，在383K較低溫度下有利于形成較小的顆粒，納米MgO產率隨溫度的升高而增大．