Question

16．（1）在一定溫度下，氧化鐵可以與一氧化碳發生下列反應：
Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）
①該反應的化學平衡常數表達式為：K=$\frac{{c}^{3}（C{O}_{2}）}{{c}^{3}（CO）}$．
②該溫度下，在2L盛有Fe₂O₃粉末的密閉容器中通入CO氣體，10min后，生成了單質鐵11.2g．則10min內CO的平均反應速率為0.015mol/（L．min）．
（2）請用上述反應中某種氣體的有關物理量來說明該反應已達到化學平衡狀態：①CO或CO₂的濃度不變，②CO或CO₂的正逆反應速率相同．

Answer 1

分析 （1）①K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比；
②n（Fe）=$\frac{11.2g}{56g/mol}$=0.2mol，由反應可知消耗CO為0.2mol×$\frac{3}{2}$=0.3mol，結合v=$\frac{△c}{△t}$計算；
（2）利用等、定判定平衡狀態．

解答 解：（1）①由Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g），純固體不能代入K的表達式中，則該反應的化學平衡常數表達式為K=$\frac{{c}^{3}（C{O}_{2}）}{{c}^{3}（CO）}$，
故答案為：$\frac{{c}^{3}（C{O}_{2}）}{{c}^{3}（CO）}$；
②n（Fe）=$\frac{11.2g}{56g/mol}$=0.2mol，由反應可知消耗CO為0.2mol×$\frac{3}{2}$=0.3mol，則10min內CO的平均反應速率為v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.3mol}{2L}}{10min}$=0.015mol/（L．min），
故答案為：0.015mol/（L．min）；
（2）由反應及平衡的特征可知，CO或CO₂的濃度不變、CO或CO₂的正逆反應速率相同，均說明該反應已達到化學平衡狀態，
故答案為：CO或CO₂的濃度不變；CO或CO₂的正逆反應速率相同．

點評 本題考查化學平衡常數及計算，為高頻考點，把握平衡常數表達式、速率計算、平衡判定為解答的關鍵，注意固體不能在K的表達式中，題目難度不大．