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在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生反应:Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g).已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表:温度/℃100011501300平衡常数64.050.742.9请回答下列问题

题目详情
在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生反应:Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g).
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表:
温度/℃1 0001 1501 300
平衡常数64.050.742.9
请回答下列问题:
①该反应的平衡常数表达式K=
c3(CO2)
c3(CO)
c3(CO2)
c3(CO)
,△H______0(填“>”、“<”或“=”).
②在一个容积为10L的密闭容器中,1 000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过10min后达到平衡.则该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=______,CO的平衡转化率为______.
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.
▼优质解答
答案和解析
(1)①因平衡常数等于生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积,则K=
c3(CO2)
c3(CO)
,图表数据分析,随温度升高平衡常数减小,正反应是放热反应,△H<0;
故答案为:
c3(CO2)
c3(CO)
;<;
②在一个容积为10L的密闭容器中,1 000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,Q<K=64,反应正向进行,反应经过10min后达到平衡,
令平衡时CO的物质的量变化为nmol,则:
            Fe2O3(s)+3CO(g)⇌Fe(s)+3CO2(g)
开始(mol):1               1
变化(mol):n              n
平衡(mol):1-n              1+n
所以
(1+n)3
(1−n)3
=64,解得n=0.6mol,
所以n(CO)=
0.6mol
10L
10min
=0.006mol•L-1•min-1
CO的平衡转化率为
0.6mol
1mol
×100%=60%,
故答案为:0.006 mol•L-1•min-1;60%;
③A.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.移出部分CO2,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.
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