Question

3．已知 Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g） 在不同溫度下的平衡常數(shù)如表：

溫度/℃	1000	1150	1300
平衡常數(shù)	42.9	50.7	64.0

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式 K=$\frac{{c}^{3}（C{O}_{2}）}{{c}^{3}（CO）}$，△H＞0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在一個(gè)容積為10L的密閉容器中，1300℃時(shí)加入 Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1mol，反應(yīng)經(jīng)過(guò)10min 后達(dá)到平衡．求該時(shí)間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率 v（CO₂）=0.006mol/（L•min），CO 的平衡轉(zhuǎn)化率為60%．
（3）欲提高（2）中CO的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是CD．
A．增加Fe₂O₃的量   B．加入合適的催化劑   C．移出部分CO₂    D．提高反應(yīng)溫度．

Answer 1

分析 （1）K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，由表格數(shù)據(jù)可知，溫度越高，K越大；
（2）1300℃時(shí)K=64，反應(yīng)經(jīng)過(guò)10min 后達(dá)到平衡，Qc=1＜K，平衡正向移動(dòng)，設(shè)轉(zhuǎn)化的CO為x，則
       Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）
開(kāi)始                      1                                   1
轉(zhuǎn)化                       x                                  x
平衡                     1-x                               1+x
可知$\frac{（1+x）^{3}}{（1-x）^{3}}$=64，解得x=0.6；
（3）提高（2）中CO的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使平衡正向移動(dòng)，但不能加CO，以此來(lái)解答．

解答 解：（1）Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g） 的K=$\frac{{c}^{3}（C{O}_{2}）}{{c}^{3}（CO）}$，由表格數(shù)據(jù)可知，溫度越高，K越大，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，△H＞0，
故答案為：$\frac{{c}^{3}（C{O}_{2}）}{{c}^{3}（CO）}$；＞；
（2）1300℃時(shí)K=64，反應(yīng)經(jīng)過(guò)10min 后達(dá)到平衡，Qc=1＜K，平衡正向移動(dòng)，設(shè)轉(zhuǎn)化的CO為x，則
       Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）
開(kāi)始                      1                                   1
轉(zhuǎn)化                       x                                  x
平衡                     1-x                               1+x
可知$\frac{（1+x）^{3}}{（1-x）^{3}}$=64，解得x=0.6；
v（CO₂）=$\frac{\frac{0.6mol}{10L}}{10min}$=0.006mol/（L•min），
CO 的平衡轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.6}{1}$×100%=60%，
故答案為：0.006mol/（L•min）；60%；
（3）A．增加Fe₂O₃的量，平衡不移動(dòng)，故A不選；   
B．加入合適的催化劑，平衡不移動(dòng)，故B不選；   
C．移出部分CO₂，平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，故C選；
D．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，提高反應(yīng)溫度，平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，故D選；
故答案為：CD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握平衡三段法、K及轉(zhuǎn)化率和速率的計(jì)算、平衡移動(dòng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，注意K的應(yīng)用，題目難度不大．