Question

鐵和鋁是兩種重要的金屬，它們的單質(zhì)及化合物有著各自的性質(zhì)．
（1）在一定溫度下，氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生反應(yīng)：Fe₂O₃（s）+3CO（g） ）?2Fe（s）+3CO₂（g）．已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下表：

溫度/℃	1 000	1 150	1 300
平衡常數(shù)	64.0	50.7	42.9

請(qǐng)回答下列問題：
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

，△H

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②在一個(gè)容積為10L的密閉容器中，1 000℃時(shí)加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0mol，反應(yīng)經(jīng)過10min后達(dá)到平衡．求該時(shí)間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v（CO₂）=

 

，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為

 

．
③欲提高②中CO的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是

 

．
A．減少Fe的量                        B．增加Fe₂O₃的量
C．移出部分CO₂                       D．提高反應(yīng)溫度
E．減小容器的容積                      F．加入合適的催化劑
（2）某些金屬氧化物粉末和Al粉在鎂條的引燃下可以發(fā)生鋁熱反應(yīng)，下列反應(yīng)速率（v）和溫度（T）的關(guān)系示意圖中與鋁熱反應(yīng)最接近的是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）①平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積；圖表數(shù)據(jù)分析，隨溫度升高平衡常數(shù)減��；
②依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，令平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量變化為nmol，利用三段式表示出平衡時(shí)CO、CO₂的物質(zhì)的量，化學(xué)計(jì)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(jì)算n的值，進(jìn)而計(jì)算CO的濃度變化量，反應(yīng)速率v=

△c

△t

，轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%；
③提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，但不能增大CO的用量，結(jié)合選項(xiàng)根據(jù)平衡移動(dòng)原理分析；
（2）根據(jù)通過加熱引發(fā)鋁熱反應(yīng)以及鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng)以及溫度升高化學(xué)反應(yīng)速率加快；

解答： 解：（1）①因平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積除以反應(yīng)物濃度冪之積，則K=

c3(CO2)

c3(CO)

，圖表數(shù)據(jù)分析，隨溫度升高平衡常數(shù)減小，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0；
故答案為：

c3(CO2)

c3(CO)

，＜；
②在一個(gè)容積為10L的密閉容器中，1 000℃時(shí)加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0mol，Q＜K=64，反應(yīng)正向進(jìn)行，反應(yīng)經(jīng)過10min后達(dá)到平衡，
令平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量變化為nmol，則：
            Fe₂O₃（s）+3CO（g）?Fe（s）+3CO₂（g）
開始（mol）：1               1
變化（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的平衡轉(zhuǎn)化率為

0.6mol

1mol

×100%=60%，
故答案為：0.006 mol?L^-1?min^-1；60%；
③A．鐵是固體，減少Fe的量，不影響平衡移動(dòng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故A錯(cuò)誤；
B．氧化鐵是固體，增加Fe₂O₃的量，不影響平衡移動(dòng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故B錯(cuò)誤；
C．移出部分CO₂，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；
D．該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，提高反應(yīng)溫度，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，故D錯(cuò)誤；
E．反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，減小容器的容積，增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故E錯(cuò)誤；
F．加入合適的催化劑，平衡不移動(dòng)，故F錯(cuò)誤；
故選C；
（2）因通過加熱引發(fā)鋁熱反應(yīng)，所以開始速率為零，一旦反應(yīng)，反應(yīng)放熱，溫度不斷升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快，故選：b；

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算、平衡常數(shù)等，難度中等，化學(xué)平衡移動(dòng)原理分析判斷是關(guān)鍵，題目難度中等．