Question

（10分）高炉炼铁过程中发生的主要反应为：1/3Fe₂O₃(s)＋CO(g)2/3Fe(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

（1）该反应的平衡常数表达式K＝________     ，ΔH________0(填“>”、“<”或“＝”)；

（2）在一个容积为5L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0mol，此时比较v(正)       v(逆) （填“>” “=” “<”），反应经过2min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＝________    ；

（3）欲提高（2）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、提高反应温度   E、减小容器的容积   F、加入合适的催化剂

Answer

（1）、c(CO2)/ c(CO) ，< （2）、 > ， 0.06mol.L-1.min-1 ，60%；（3）、C

【解析】

试题分析：（1）平衡常数是指在一定条件下的可逆反应中，当达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物难得的幂之积的比值，所以其表达式为K＝c(CO2)/ c(CO)。根据有关数据可知，温度越高平衡常数越小，所以升高温度，平衡向逆反应方向移动，即正反应是放热反应。

（2）设平衡时CO的物质的量浓度是x，则消耗CO的浓度是0.2－x，生成CO2也是0.2－x，平衡是CO2就是0.2－x＋0.2＝0.4－x。根据平衡常数知 (0.4-x)/x=4，解得x＝0.08mol/L，所以消耗CO是0.2mol/L－0.08mol/L＝0.12mol/L，则其转化率是0.06÷0.1×100%=60%。CO2的反应速率是0.12mol/L÷2min＝0.06mol/(L·min)。

（3）固体质量的变化，不影响平衡状态，AB不正确。C是解得生成物浓度，平衡向正反应方向移动，转化率增大。正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，转化率降低。反应前后体积不变，改变压强，平衡不移动。同样催化剂也不能影响平衡状态，所以正确的答案是C。

考点：考查了化学平衡常数的应用及影响平衡移动的因素的相关知识。