Question

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

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

請回答下列問題：
（1）該反應的平衡常數表達式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，反應經過10min后達到平衡．求該時間范圍內反應的平均反應速率v（CO2）=、CO的平衡轉化率= ．
（3）欲提高（2）中CO的平衡轉化率，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的物質的量濃度分別為0.2molL﹣1和0.1molL﹣1 ， 則此時反應是否達到平衡（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）高爐煉鐵過程中發生的主要反應為Fe2O3（s）+CO（g）Fe（s）+CO2（g），化學平衡常數為生成物濃度系數次冪的乘積與反應物濃度系數次冪乘積的比值，該反應的平衡常數表達式K= ，由表中數據可知，溫度越高平衡常數越小，故升高溫度平衡向逆反應移動，正反應為放熱反應，即△H＜0， 所以答案是： ；＜；（2）令平衡時CO的物質的量變化為nmol，則：

	Fe2O3（s）+	CO（g）	Fe（s）+	CO2（g）
起始（mol/L）	1	1	1	1
轉化（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的平衡轉化率不變，故B錯誤；
C．移出部分CO2 ， 平衡向正反應移動，CO的平衡轉化率增大，故C正確；
D．該反應正反應是放熱反應，提高反應溫度，平衡向逆反應移動，CO的平衡轉化率降低，故D錯誤；
E．反應前后氣體的物質的量不變，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，說明反應正向進行，未達到平衡，V（正）＞V（逆），
所以答案是：否；＞．
【考點精析】本題主要考查了化學平衡狀態本質及特征和化學平衡的計算的相關知識點，需要掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應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平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）；反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%才能正確解答此題．