高温下CuO和CO中发生如下反应:CuO(s)+CO(g)Cu(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 |
(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Cu、CuO、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Cu的量 B.增加CuO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
(1) c(CO2)/c(CO) , ﹤。(2)0.006 mol/(L·min) , 60%。(3) C
(1)平衡常数是在一定条件下,可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以该反应的平衡常数表达式K=c(CO2)/c(CO)。根据表中数据可知,升高温度平衡常数是减小的,这说明正反应一定是放热反应。
(2)设消耗CO的物质的量是x,则生成CO2是x,所以平衡时,解得x=0.6mol,所以CO2的反应速率是
=0.006 mol/(L·min);CO的平衡转化率=0.6÷1.0=0.6。
(3)由于正反应是放热的、体积不变的可逆反应,所以降低CO2的浓度平衡向正反应方向移动,CO的转化率是增大的,选项C正确;改变固体的质量,平衡不移动,AB不正确;升高温度平衡向逆反应方向移动,转化率降低,D不正确改变压强和使用催化剂,平衡都是不移动的,所以正确的答案选C。