I.高炉炼铁的主要反应为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
已知该反应的H,在1000℃时,K=64。在1000℃的条,在容积10 L的密闭容器中,加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.OmoI,反应经10 min后达到平衡。
(1)该时间范围内的平均反应速率v(CO2)=_________mol/Lmin
(2) 的最大转化率_________________。
(3)欲提高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.升高反应温度
D.移出部分CO2E.使用合适的催化剂 F.减少容器的容积
Ⅱ.已知化学反应①:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),其平衡常数为K1;化学反应②:Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g),其平衡常数K2.在温度973K和1173K情况下,K1、K2的值分别如下:
温度 | K1 | K2 |
973K | 1.47 | 2.38 |
1173K | 2.15 | 1.67 |
(4)通过表格中的数值可以推断:反应①的△H_ O。(填“>”“<”)
(5)现有反应③:该反应的平衡常数的数学表
达式K3=____。
(6)根据反应①和②可以推导出Ki,Kz和玛之间的关系式。K3=__________。据此关系式和上表数据,也能推断出反应③的△H_ _0(填“>”“<”)。
(14分)
(1)0.006 (2分)
(2)60% (2分)
(3)D (2分)
(4)> (2分)
(5) (2分)
(6)K3=K1/K2 (2分) > (2分)
I.⑴在1000℃时,该反应的平衡常数K=64,在10L恒容密闭容器甲中,加入物质反应达到平衡,设消耗一氧化碳物质的量为x
Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)
起始量(mol) 1 1 1 1
变化量(mol) x x
平衡量(mol) 1-x 1+x
K==
=64,计算得到x=0.6
转化率=60%
v(CO2)==0.006mol/L
min
故答案为:⑴0.006mol/Lmin⑵60%;
⑶A.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Fe2O3的量,不影响平衡移动,CO的平衡转化率不变,故B错误;
C.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C错误;
D.移出部分CO2,平衡向正反应移动,CO的平衡转化率增大,故D正确;
E.加入合适的催化剂,平衡不移动,故E错误;
F.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F错误;
故选D;
⑷由表中数据可知,温度升高,①的平衡常数增大,说明平衡向正反应方向移动,则正反应吸热,△H >0
故答案为:>;
⑸依据反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),根据平衡常数的概念,该反应的平衡常数K3的数学表达式:K=
,故答案为:
(6)已知:①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g);
②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g);
利用盖斯定律将①-②可得:③H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g);
则K3==
÷
=
;
依据图表平衡常数数据分析,温度升高增大,说明平衡正向进行,反应是吸热反应;△H>0,
答案:,>。