Question

（2010?海南）高爐煉鐵過程中發生的主要反應為

1

3

Fe₂O₃（s）+CO（g）=

2

3

Fe（s）+CO₂（g）已知該反應在不同溫度下的平衡常數如下：

溫度/℃	1000	1150	1300
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=

c(CO2)

c(CO)

，△H

＜

0（填“＞”、“＜”或“=”）；
（2）在一個容積為10L的密閉容器中，1000℃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（C0₂）=

0.006mol/（L?mim）

、CO的平衡轉化率=

60%

：
（3）欲提高（2）中CO的平衡轉化率，可采取的措施是

C

．
A．減少Fe的量     B．增加Fe₂0₃的量     C．移出部分C0₂
D．提高反應溫度    E．減小容器的容積    F．加入合適的催化劑．

Answer 1

分析：（1）根據化學平衡常數的概念來書寫表達式，并利用溫度與化學平衡常數的關系來分析反應熱；
（2）根據各物質的物質的量、化學平衡常數及三段法計算來平衡時的量，再計算反應速率及物質的轉化率；
（3）根據影響化學平衡移動的因素可知，提高（2）中CO的平衡轉化率則是分析能使平衡正向移動的措施來解答．

解答：解：（1）由平衡常數是指在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值，
但需要注意但是固體和純液體的濃度視為常數，不能出現在表達式中，則K=

c(CO2)

c(CO)

，又從表中數據可知隨著溫度的升高平衡常數逐漸減小，
則說明溫度升高平衡向逆反應方向移動，所以正反應是放熱反應，即△H＜0，故答案為：

c(CO2)

c(CO)

；＜；
（2）設CO轉化的物質的量為x，則
            

1

3

Fe₂O₃（s）+CO（g）═

2

3

Fe（s）+CO₂（g）
起始量（mol）           1.0               1.0
轉化的量（mol）          x                 x
平衡時的量（mol）      1.0-x             1.0+x
又在1000℃時K=4.0，則有

1.0+x

1.0-x

=4.0，解得x=0.6，
C0₂的濃度變化量為：c（C0₂）=

0.6mol

10L

=0.06mol/L，
則用二氧化碳表示的反應速率為

0.06mol/L

10min

=0.006mol/（L．mim），
CO的轉化率為

0.6mol

1.0mol

×100%=60%，
故答案為：0.006mol/（L．mim）；60%；
（3）若提高CO的平衡轉化率，則化學平衡向正反應方向移動，
因Fe、Fe₂O₃都是固體，改變質量平衡不移動，故AB不選；
移出二氧化碳氣體，減小生成物中氣體的濃度，則平衡正向移動，故C選；
因反應為放熱反應，則升高溫度，平衡向逆反應方向移動，故D不選；
因該反應前后氣體的體積不變，則減小容器的容積，平衡不移動，故E不選；
因催化劑對平衡移動無影響，則加入合適的催化劑不能使平衡移動，故F不選；
故答案為：C．

點評：本題主要考查化學平衡常數的概念及計算以及反應熱的有關判斷，利用化學平衡三段法計算平衡時的量并借助化學反應速率的概念、轉化率的概念來計算，并應熟悉外界條件對化學平衡的影響來解答即可．