Question

在一定溫度下，氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生反應(yīng)：Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）
已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下表：

溫度/℃	1 000	1 150	1 300
平衡常數(shù)	64.0	50.7	42.9

請回答下列問題：
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=

 

，△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(yīng)經(jīng)過10min后達到平衡．求該時間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v（CO₂）=

 

，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為

 

．
（3）欲提高②中CO的平衡轉(zhuǎn)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CO₂D．提高反應(yīng)溫度 E．減小容器的容積 F．加入合適的催化劑
（4）現(xiàn)在恒壓密閉容器中通入1mol H₂和1mol CO₂發(fā)生上述反應(yīng)③，當反應(yīng)達到平衡后，在其他條件不變時，再通入1mol H₂和1mol CO₂的混合氣體，請在圖中畫出正（v_正）、逆（v_逆）反應(yīng)速率隨時間t變化的示意圖．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素

專題：

分析：（1）平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積；圖表數(shù)據(jù)分析，隨溫度升高平衡常數(shù)減��；
（2）依據(jù)化學平衡三段式列式計算，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，進而計算CO的濃度變化量，反應(yīng)速率v=

△c

t

，轉(zhuǎn)化率=

轉(zhuǎn)化的量

起始總量

×100%；
（3）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；
（4）根據(jù)濃度對反應(yīng)速率的影響及等效平衡的思想的畫圖．

解答： 解：（1）因平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積除以反應(yīng)物濃度冪之積，則K=

c3(CO2)

c3(CO)

，圖表數(shù)據(jù)分析，隨溫度升高平衡常數(shù)減小，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0；
故答案為：

c3(CO2)

c3(CO)

；＜；
（2）在一個容積為10L的密閉容器中，1 000℃時加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0mol，Q＜K=64，反應(yīng)正向進行，反應(yīng)經(jīng)過10min后達到平衡，
令平衡時CO的物質(zhì)的量變化為nmol，則：
            Fe₂O₃（s）+3CO（g）?Fe（s）+3CO₂（g）
開始（mol）：1               1
變化（mol）：n              n
平衡（mol）：1-n              1+n
所以=

(1+n)3

(1-n)3

=64，解得n=0.6mol，
所以發(fā)v（CO）=

0.6 10

10

mol?L^-1?min^-1=0.006mol?L^-1?min^-1，
CO的平衡轉(zhuǎn)化率為

0.6

1

×100%=60%，
故答案為：0.006 mol?L^-1?min^-1；60%；
（3）A．鐵是固體，減少Fe的量，不影響平衡移動，CO的平衡轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化率不變，故B錯誤；
C．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C正確；
D．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D錯誤；
E．反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，減小容器的容積，增大壓強平衡不移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故E錯誤；
F．加入合適的催化劑，平衡不移動，故F錯誤；
故選C；
（4）在恒壓密閉容器中通入1mol H₂和1mol CO₂發(fā)生上述反應(yīng)，當反應(yīng)達到平衡后，在其他條件不變時，再通入1mol H₂和1mol CO₂的混合氣體，容器體積增大，反應(yīng)物濃度變大，生成物濃度減小，所以在開始改變的瞬間，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小，由于增加的H₂和CO₂的物質(zhì)的量與起始反應(yīng)物的物質(zhì)的量成比例，且該容器恒壓條件，所以再次達到平衡時與原平衡為等效平衡，反應(yīng)速率不變，由此可畫出圖為，
故答案為：．

點評：本題考查化學平衡的有關(guān)計算、化學反應(yīng)速率計算、影響反應(yīng)速率的因素、平衡常數(shù)等，難度中等，化學平衡移動原理分析判斷是關(guān)鍵，畫圖是本題的難點．