Question

已知Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）　K₁…①
Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）  K₂…②
H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）  K₃…③
又已知不同溫度下，K₁、K₂值如下：

溫度℃	K1	K2
500	1.00	3.15
700	1.47	2.26
900	2.5	2.00

（1）若500℃時進行反應①，CO₂起始濃度為1.6mol?L^-1，4分鐘后建立平衡，用CO表示的反應速率為

 

．
（2）900℃進行反應③，其平衡常數K₃為

 

（求具體數值），焓變△H

 

0（填“＞”、“=”或“＜”），若已知該反應僅在高溫時正反應自發(fā)，則△S

 

0（填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）下列圖象符合反應②的是

 

（填序號）（圖中v是速率，φ為混合物中H₂的體積百分含量）．

Answer 1

考點：反應熱和焓變,化學平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）利用已知濃度和平衡常數，求算平衡時二氧化碳的濃度，在求速率；
（2）K₁=

[CO]

[CO2]

，K₂=

[H2]

[H2O]

，K₃=

[CO]?[H2O]

[H2]?[CO2]

，依據反應①②的平衡常數計算反應③的平衡常數，據此解答；
（3）反應②是反應前后氣體體積不變的放熱反應，據此分析．

解答： 解：（1）K₁=

[CO]

[CO2]

=1，說明CO和二氧化碳的平衡濃度相等，CO₂起始濃度為1.6mol?L^-1，所以平衡濃度為0.8mol/L，v（CO）=

0.8mol/L

4min

=0.2mol/（L?min），故答案為：0.2mol/（L?min）；
（2）K₁=

[CO]

[CO2]

，K₂=

[H2]

[H2O]

，K₃=

[CO]?[H2O]

[H2]?[CO2]

，依據反應①②的平衡常數計算反應③的平衡常數，K₃=

K1

K2

=

2.5

2

=1.25；K₁隨溫度升高而增大，K₂隨溫度升高而減小，所以K₃隨溫度升高而增大，說明正反應吸熱，△H＞0；當△H-T△S＜0時，反應自發(fā)進行，反應能夠自發(fā)，且△H＞0，則△S＞0，故答案為：1.25；＞；＞；
（3）反應②是反應前后氣體體積不變的放熱反應，
A、隨溫度升高正逆反應速率都增大，且逆反應速率大于正反應速率，故A錯誤；
B、隨溫度升高，平衡逆向移動，氫氣的體積分數減小，故B正確；
C、T₂＞T₁，溫度越高達到平衡所用時間越短，升溫平衡逆向移動，氫氣體積分數越小，故C正確；
D、Fe是固態(tài)，其物質的量的增加對反應速率無影響，故D正確；
故選BCD．

點評：本題考查了化學平衡常數的計算、反應自發(fā)進行的條件、平衡速率圖象問題，題目難度中等．