Question

铁及其化合物在生产、生活中有广泛应用．请回答下列问题：

（一）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   1115   1300

平衡常数   4.0     3.7    3.5

（1）该反应的平衡常数表达式K=＿＿＿；△H＿＿＿0（填“＞”、“＜”或“=”）．

（2）欲提高上述反应中CO的平衡转化率，可采取的措施是＿＿＿＿＿．

A．提高反应温度 B．移出部分CO₂

C．加入合适的催化剂 D．减小容器的容积

（3）在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0mol，此时υ_正＿＿＿υ_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．经过10min，在1000℃达到平衡，则该时间范围内反应的平均反应速率υ（CO₂）=＿＿＿＿＿．

（二）高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂．

（4）一定条件下Fe（OH）₃与KClO在KOH溶液中反应可制得K₂FeO₄，其中反应的氧化剂是＿＿＿＿＿；生成1mol K₂FeO₄转移电子的物质的量是＿＿＿＿＿mol．

Answer

（1）K=（2分）；＜ （2分）

（2）B（2分，多选、错选得0分）

（3）＞（2分），0.006 mol/（L•min）（2分，单位错误扣1分）．

（4）KClO（2分）； 3（2分）

【解析】

试题分析：（1）该反应的平衡常数表达式K=，由题意知，温度越高平衡常数越小，说明升温平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，△H＜0；

（2）A．提高反应温度，平衡逆向移动，CO的平衡转化率降低，A错误；B．移出部分CO2可使平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，B正确；C．加入合适的催化剂，平衡不移动，C错误；D．减小容器的容积，相当于加压，该反应前后气体物质的量不变，平衡不移动，D错误；答案选B；

（3）1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，此时的浓度熵QC=0.01/0.01=1<4，说明反应正在正向进行，υ正>υ逆；经过10min，在1000℃达到平衡，设平衡时生成了CO2xmol，则CO反应了xmol，所以K=(1+x)/(1-x)=4，x=0.6mol，则该时间范围内反应的平均反应速率υ（CO2）=0.06/10=0.006 mol/（L•min）；

（4）一定条件下Fe（OH）3与KClO在KOH溶液中反应可制得K2FeO4，铁元素化合价由+3升到+6价，Fe（OH）3是还原剂，则反应的氧化剂是KClO，生成1mol K2FeO4转移电子的物质的量是1×（6-3）=3mol电子

考点：铁及其化合物