Question

I.高爐煉鐵的主要反應為Fe₂O₃＋3CO2Fe＋3CO₂。

已知該反應的H，在1000℃時，K=64。在1000℃的條，在容積10 L的密閉容器中，加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1．OmoI，反應經10 min后達到平衡。

(1)該時間范圍內的平均反應速率v(CO₂）=_________mol/Lmin

(2) 的最大轉化率_________________。

(3)欲提高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．升高反應溫度        D．移出部分CO₂

E．使用合適的催化劑    F．減少容器的容積

Ⅱ．已知化學反應①：Fe（s）+CO₂（g）FeO（s）+CO（g），其平衡常數為K₁；化學反應②：Fe（s）+H₂O（g）FeO（s）+H₂（g），其平衡常數K₂．在溫度973K和1173K情況下，K₁、K₂的值分別如下：

溫度	K1	K2
973K	1.47	2.38
1173K	2.15	1.67

 

(4)通過表格中的數值可以推斷：反應①的△H_   O。（填“>”“<”）

(5)現有反應③：該反應的平衡常數的數學表

達式K₃=____。

(6)根據反應①和②可以推導出Ki，Kz和瑪之間的關系式。K₃=__________。據此關系式和上表數據，也能推斷出反應③的△H_      _0(填“>”“<”)。

 

Answer 1

【答案】

（14分）

（1）0.006     （2分）

（2）60%    （2分）

（3）D      （2分）

（4）＞       （2分）

（5）     （2分）

（6）K₃＝K₁/K₂       （2分） ＞          （2分）

【解析】I.⑴在1000℃時，該反應的平衡常數K=64，在10L恒容密閉容器甲中，加入物質反應達到平衡，設消耗一氧化碳物質的量為x

             Fe₂O₃（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO₂（g）

起始量（mol） 1         1            1         1

變化量（mol）           x                      x

平衡量（mol）          1-x                    1+x

K===64，計算得到x=0.6

轉化率=60%

v(CO₂）==0.006mol/Lmin

故答案為：⑴0.006mol/Lmin⑵60%；

⑶A．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．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C錯誤；

D．移出部分CO₂，平衡向正反應移動，CO的平衡轉化率增大，故D正確；

E．加入合適的催化劑，平衡不移動，故E錯誤；

F．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F錯誤；

故選D；

⑷由表中數據可知，溫度升高，①的平衡常數增大，說明平衡向正反應方向移動，則正反應吸熱，△H >0

故答案為：>；

⑸依據反應CO₂（g）+H₂（g）CO（g）+H₂O（g），根據平衡常數的概念，該反應的平衡常數K₃的數學表達式：K=

，故答案為：

（6）已知：①Fe（s）+CO₂（g）FeO（s）+CO（g）；

②Fe（s）+H₂O（g）FeO（s）+H₂（g）；

利用蓋斯定律將①-②可得：③H₂（g）+CO₂（g）CO（g）+H₂O（g）；

則K₃==÷=；

依據圖表平衡常數數據分析，溫度升高增大，說明平衡正向進行，反應是吸熱反應；△H>0，

答案：，>。

考點：化學反應速率，化學平衡原理及其應用