高炉炼铁过程中发生的主要反应为: 1 3 Fe 2 O 3 (s)+CO(g)⇌ 2 3 Fe(s)+CO 2 (g).

高炉炼铁过程中发生的主要反应为:
1
3
Fe 2 O 3 (s)+CO(g)⇌
2
3
Fe(s)+CO 2 (g).已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
温度/℃ 1000 1150 1300
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=______,△H______0(填“>”、“<”或“=”).
(2)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe 2 O 3 、CO各1.0mol,反应经过l0min后达到平衡.求该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO 2 )=______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Fe 2 O 3 的量C.移出部分CO 2
D.提高反应温度E.减小容器的容积F.加入合适的催化剂
(4)在1L的密闭容器中,1300℃条件,下列达平衡状态的是______.
A B C D
n(Fe 2 O 3 0.350 0.027 0.080 0.080
n(CO) 0.010 0.010 0.010 0.050
n(Fe) 0.100 0.064 0.080 0.080
n(CO 2 0.035 0.088 0.040 0.050
bt2c 1年前 已收到1个回答 举报

快乐并努力着 幼苗

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(1)反应
1
3 Fe 2 O 3 (s)+CO(g)⇌
2
3 Fe(s)+CO 2 (g)的平衡常数k=
c(C O 2 )
c(CO) ,
由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,故升高温度平衡向逆反应移动,正反应为放热反应,即△H<0,
故答案为:
c(C O 2 )
c(CO) ;<;
(2)令平衡时CO的物质的量变化为nmol,则:

1
3 Fe 2 O 3 (s)+CO(g)⇌
2
3 Fe(s)+CO 2 (g)
开始(mol):1 0
变化(mol):n n
平衡(mol):1-n n
所以
n
1-n =4,解得n=0.8,
所以n(CO)=

0.8mol
10L
10min =0.008 mol•L -1 •min -1
CO的平衡转化率为
0.8mol
1mol ×100%=80%,
故答案为:0.008 mol•L -1 •min -1 ;80%;
(3)A.铁是固体,减少Fe的量,不影响平衡移动,CO的平衡转化率不变,故A错误;
B.氧化铁是固体,增加Fe 2 O 3 的量,不影响平衡移动,CO的平衡转化率不变,故B错误;
C.移出部分CO 2 ,平衡向正反应移动,CO的平衡转化率增大,故C正确;
D.该反应正反应是放热反应,提高反应温度,平衡向逆反应移动,CO的平衡转化率降低,故D错误;
E.反应前后气体的物质的量不变,减小容器的容积,增大压强平衡不移动,CO的平衡转化率不变,故E错误;
F.加入合适的催化剂,平衡不移动,故F错误;
故选C;
(4)A、浓度商Qc=
0.035mol
0.01mol =3.5,等于平衡常数,故处于平衡状态,故A符合;
B、浓度商Qc=
0.88mol
0.01mol =8.8,大于平衡常数3.5,故反应向逆反应进行,故B不符合;
C、浓度商Qc=
0.04mol
0.01mol =4,大于平衡常数3.5,故反应向逆反应进行,故C不符合;
D、浓度商Qc=
0.05mol
0.05mol =1,小于平衡常数3.5,故反应向正反应进行,故D不符合;
故选A.

1年前

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