Question

高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為：

1

3

Fe₂O₃（s）+CO（g）?

2

3

Fe（s）+CO₂（g）+Q已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如表所示：

溫度/℃	1000	1115	1300
平衡常數(shù)	4.0	3.7	3.5

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

；Q

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）；
（2）欲提高上述反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是

 

；
A．提高反應(yīng)溫度   B．移出部分CO₂ C．加入合適的催化劑   D．減小容器的容積
（3）在一個容積為10L的密閉容器中，1000℃時加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0mol，此時v_正

 

v_逆（填“等于”、“大于”或“小于”）．經(jīng)過l0min，在1000℃達(dá)到平衡，則該時間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v（CO₂）=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫，注意固體、純液體的濃度為常數(shù)，不需要寫固體、純液體；由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高平衡常數(shù)越小，故升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
（2）提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)移動，但不能增大CO的用量，結(jié)合選項根據(jù)平衡移動原理分析；
（3）依據(jù)濃度商計算和平衡常數(shù)比較分析平衡移動方向；令平衡時CO的物質(zhì)的量變化為nmol，利用三段式表示出平衡時CO、CO₂的物質(zhì)的量，化學(xué)計量數(shù)都是1，利用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)計算n的值，進(jìn)而計算CO₂的濃度變化量，利用v=

△c

△t

計算v（CO₂）．

解答： 解：（1）反應(yīng)

1

3

Fe₂O₃（s）+CO（g）?

2

3

Fe（s）+CO₂（g）的平衡常數(shù)k=

C(CO2)

C(CO)

，由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高平衡常數(shù)越小，故升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即Q＞0，
故答案為：

C(CO2)

C(CO)

；＞；
（2）A．該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，提高反應(yīng)溫度，平衡向逆反應(yīng)移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，故A錯誤；
B．移出部分CO₂，平衡向正反應(yīng)移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故B正確；
C．加入合適的催化劑，平衡不移動，故C錯誤；
D．反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，減小容器的容積，增大壓強(qiáng)平衡不移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故D錯誤；
故答案為：B；
（3）依據(jù)濃度商Q=1＜K=4，說明反應(yīng)正向進(jìn)行，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率；
令平衡時CO的物質(zhì)的量變化為nmol，則：
    

1

3

Fe₂O₃（s）+CO（g）?

2

3

Fe（s）+CO₂（g）
開始（mol）：1                 0
變化（mol）：n                  n
平衡（mol）：1-n                n
所以K=

n

1-n

=4，
解得n=0.8，
所以υ（CO₂）=

0.8mol 10L

10min

=0.008 mol?L^-1?min^-1，
故答案為：大于；0.008 mol/（L?min）．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計算、化學(xué)反應(yīng)速率計算、平衡常數(shù)等，難度中等，注意掌握化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用：1、用來判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度，2、判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)，3、判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，4、用來計算物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率．題目難度中等．