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= ， △H0（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（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.增加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．

Answer 1

【答案】
（1）；＜
（2）0.006mol/（L?min）；60%
（3）C
【解析】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= ，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，所以答案是： ；＜；（2）設CO轉化的物質的量為x，則

	Fe2O3（s）+	CO（g）	═	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 =4.0，解得x=0.6，
CO2的濃度變化量為：c（CO2）= =0.06mol/L，
則用二氧化碳表示的反應速率為 =0.006mol/（L．min），CO的轉化率為 ×100%=60%，
所以答案是：0.006mol/（L．min）；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；
所以答案是：C．
【考點精析】利用反應速率的定量表示方法和化學平衡狀態本質及特征對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知反應速率的單位：mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c-△t；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）．