Question

高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為：

1

3

Fe₂O₃（s）+CO（g）?

2

3

Fe（s）+CO₂（g）
已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如表：

溫度/℃	1000	1150	1300
平衡常數(shù)	4.0	3.7	3.5

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，1 000℃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)的平衡反應(yīng)速率v（CO₂）=

 

、CO的平衡轉(zhuǎn)化率=

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）化學平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫，注意固體、純液體的濃度為常數(shù)，不需要寫固體、純液體；
由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高平衡常數(shù)越小，故升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
（2）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，利用v=

△c

△t

計算v（CO），再利用轉(zhuǎn)化率定義計算CO的轉(zhuǎn)化率．

解答： 解：（1）反應(yīng)

1

3

Fe₂O₃（s）+CO（g）?

2

3

Fe（s）+CO₂（g）的平衡常數(shù)k=

c(CO2)

c(CO)

，
由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高平衡常數(shù)越小，故升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0，
故答案為：

c(CO2)

c(CO)

；＜；
（2）令平衡時CO的物質(zhì)的量變化為nmol，則：
         

1

3

Fe₂O₃（s）+CO（g）?

2

3

Fe（s）+CO₂（g）
開始（mol）：1                          1
變化（mol）：n                          n
平衡（mol）：1-n                        n+1
所以

n+1

1-n

=4，解得n=0.6，
所以v（CO₂）=

0.6 10

10

mol?L^-1?min^-1=0.006 mol?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%．

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、平衡常數(shù)等，難度中等，注意掌握化學平衡常數(shù)的應(yīng)用：1、用來判斷反應(yīng)進行的程度，2、判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)，3、判斷反應(yīng)進行的方向，4、用來計算物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率．