Question

高炉炼铁过程中发生的主要反应为

Fe2O3(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：

温度/℃	1 000	1 150	1 300
平衡常数	4.0	3.7	3.5

请回答下列问题：

(1)该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH________0(填“＞”、“＜”或“＝”)；

(2)在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝________，CO的平衡转化率＝________；

(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是________。

A．减少Fe的量　　　　　　  B．增加Fe2O3的量

C．移出部分CO2              D．提高反应温度

E．减小容器的容积           F．加入合适的催化剂

Answer 1

解析：(1)因Fe和Fe2O3都为固体，不能代入平衡常数的表达式，所以K＝，由表中数据知，温度升高，平衡常数减小，说明平衡向左移动，故ΔH＜0。

(2)　　Fe2O3(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)

　  1.0    1.0

　  x    x

　  1.0－x    1.0＋x

由题意得K＝＝4.0，解得x＝0.60 mol，

所以α(CO)＝×100%＝60%，

v(CO2)＝＝

＝0.006 0 mol/(L·min)。

(3)根据勒夏特列原理，A、B、E、F四项的条件改变对平衡无影响，D项升温平衡向左移动，CO转化率降低，故选C。

答案：(1)　＜

(2)0.006 0 mol/(L·min)　60%　(3)C