Question

在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
Fe₂O₃(s)＋3CO(g)  2Fe(s)＋3CO₂(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：

t℃	1000	1150	1300
K	64.0	50.7	42.9

 
请回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式K＝                       。
（2）该反应为           反应（填“吸热”或“放热”）。
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是               （多选项,多选不得分）。
a．容器中压强不变                b．混合气体中 c（CO）不变
c．υ_正（CO）＝υ_逆（CO₂）        d．c（CO₂）＝c（CO）
（4）在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0mol，反应经过10min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率
υ(CO)＝            ，CO的平衡转化率为：               。

Answer 1

（1）k=c(CO2)³/c(CO)³；（2）放热反应  (3)b、c  (4)0.006 mol?L^-1?min^-1  60%

试题分析：(1)可逆反应Fe₂O₃(s)＋3CO(g)  2Fe(s)＋3CO₂(g)的化学平衡常数表达式k=c(CO2)³/c(CO)³；(2)由表中数据可知，温度越高化学平衡常数越小，升高温度平衡向逆反应移动，正反应是放热反应；(3)a．无论反应是否达到平衡，该反应的压强均不变 ，故不能说明到达平衡状态，故a错误；
b．反应达到平衡状态时，各物质的浓度不变，混合气体中c（CO）不变说明到达平衡状态，故b正确；
c．v （H₂）_正="v" （H₂O）_逆不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比，说明到达平衡状态，故c正确；d．反应始终按CO与CO₂物质的量之比为1：1进行，c（H₂）=c（CO）不能说明到达平衡，故d错误；令平衡时CO的物质的量变化为nmol，则：
Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2 Fe（s）+3CO₂（g）          
开始（mol）：1                 1
变化（mol）：n                 1+n
平衡（mol）：1-n               1+n
所以[(1+n)/V]/[(1?n )V]=4，解得n=0.6，所以n（CO₂）="0.6mol/10L/10min=0.006" mol?L^-1?min^-1，CO的平衡转化率为0.6mol 1mol×100%=60%。