Question

根据要求回答下列有关问题。

（1）高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：

Fe₂O₃(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO₂(g)   ∆H=-28.5kJ/mol

冶炼铁反应的平衡常数表达式K=____________，

温度升高后，K 值________（填“增大”、“不变”或“减小”）。

（2）己知：①Fe₂O₃(s)+3C(石墨)  2Fe(s)+3CO(g)    ∆H₁=+489.0kJ/mol

②Fe₂O₃(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO₂(g)   ∆H₂=-28.5kJ/mol

③C（石墨）+ CO₂(g)=2CO(g）    ∆H₃=akJ/mol

则a=__________kJ/mol。

（3）在T℃时，反应Fe₂O₃(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO₂(g)的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器中，按下表所示加入物质，经过一段时间后达到平衡。（已知=4）

	Fe2O3	CO	Fe	CO2
始态mol	1.0	1.0	1.0	1.0

①平衡时CO 的转化率为___________。

②下列情况标志反应达到平衡状态正确的是________（填字母）。

a．容器内气体密度保持不变

b．容器内气体压强保持不变

c．CO的消耗速率和CO₂的生成速率相等

（4）一定条件下发生反应：N2(g）+ 3H2(g）2NH3(g）∆H＜0。

① 在某温度时，向容积固定的容器中加入1mol N2和3mol H2，达到平衡后:

a．若向容器中通入N2，则N2的转化率将___________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）。

b．若再通入1mol N2和3mol H2，氮气的转化率将________。

②三个相同的容器中各充入1molN2和3molH2，在不同条件下分别达到平衡，氨气的体积分数随时间变化如图，下列说法正确的是___________。

a．图Ⅰ可能是不同温度对反应的影响，且T1＞T2

b．图Ⅱ可能是同温同压下有无催化剂， 1表示没加入催化剂， 2表示加入了催化剂

c．图Ⅲ可能是不同压强对反应的影响，且p1＞p2

Answer

（1） (2分) 减小 (2分)

（2） +172.5 (2分)（3） ①60% (2分) ②a (2分)

（4） ① 减小 (2分) 增大 (2分) ②c (2分)

【解析】

试题分析：（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则根据方程式可知冶炼铁反应的平衡常数表达式K=；正反应是放热反应，则温度升高后平衡向逆反应方向进行，K 值减小。

（2）己知：①Fe2O3(s)+3C(石墨)2Fe(s)+3CO(g) ∆H1=+489.0kJ/mol

②Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ∆H2=-28.5kJ/mol

③C（石墨）+ CO2(g)=2CO(g） ∆H3=akJ/mol

则根据盖斯定律可知（①－②）/3即得到反应③的反应热a=+172.5kJ/mol。

（3）① Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)

起始量（mol） 1 1

转化量（mol） x x

平衡量（mol） 1－x 1+x

则根据平衡常数可知

解得x＝0.6

则平衡时CO 的转化率为60%；

②a．密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但质量是变化的，所以密度不变时说明反应达到平衡状态，a正确；b．反应前后体积不变，则容器内气体压强保持不变不能说明，b错误；c．CO的消耗速率和CO2的生成速率相等均是正反应速率，不能说明，c错误，答案选a。

（4）①a．若向容器中通入N2，平衡向正反应反方向进行，氢气转化率增大，但N2的转化率将减小。

b．若再通入1mol N2和3mol H2，相当于增大压强，平衡向正反应方向进行，氮气的转化率将增大。

②a．升高温度平衡逆向移动，氨气的含量减小，T1＜T2，a错误；b．催化剂不影响平衡移动，由图象可知催化剂性能，1＞2，b错误；c．先拐先平，压强大，增大压强平衡右移，氨气的含量应增大，c正确；答案选c。

考点：考查平衡常数、平衡状态判断、计算及外界条件对平衡状态的影响