Question

已知反應(yīng)①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H=a kJ?mol^-1，平衡常數(shù)為K；
反應(yīng)②CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H=b kJ?mol^-1；
反應(yīng)③Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g）△H=c kJ?mol^-1．
測得在不同溫度下，K值如下：

溫度/℃	500	700	900
K	1.00	1.47	2.4

（1）若500℃時進行反應(yīng)①，CO₂的起始濃度為2mol?L^-1，CO的平衡濃度為

 

．
（2）反應(yīng)①為

 

（選填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（3）700℃時反應(yīng)①達到平衡，要使該平衡向右移動，其他條件不變時，可以采取的措施有

 

（填序號）．
A．縮小反應(yīng)器體積    B．CO₂ C．升高溫度到900℃
D．使用合適的催化劑      E．增加Fe的量
（4）如圖所示，圖象符合反應(yīng)①的是

 

（填序號）（圖中v為速率，φ為混合物中CO含量，T為溫度且T₁＞T₂）．

（5）由反應(yīng)①和②可求得，反應(yīng)2Fe（s）+O₂（g）═2FeO（s）的△H=

 

．
（6）請運用蓋斯定律寫出Fe固體被O₂氧化得到Fe₂O₃固體的熱化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,化學(xué)平衡建立的過程,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）令平衡時CO的濃度為amol/L，表示出平衡時二氧化碳的濃度，利用平衡常數(shù)列方程計算；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，平衡常數(shù)增大，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，據(jù)此判斷；
（3）根據(jù)平衡移動原理方向解答；
（4）A、由圖可知，升高溫度，平衡向正反應(yīng)移動，故圖象表示正反應(yīng)吸熱反應(yīng)，結(jié)合反應(yīng)①的熱效應(yīng)判斷；
B、由圖可知，最高點到達平衡，溫度升高，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反應(yīng)進行，故圖象表示正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，結(jié)合反應(yīng)①的熱效應(yīng)判斷；
C、由圖可知，溫度T₁先到達平衡，故溫度T₁＞T₂，溫度T₁到達平衡時，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反應(yīng)進行，故圖象表示正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，結(jié)合反應(yīng)①的熱效應(yīng)判斷；
（5）根據(jù)蓋斯定律，2×（①+②）可得2Fe（s）+O₂（g）═2FeO（s），反應(yīng)熱也進行相應(yīng)的運算；
（6）依據(jù)蓋斯定律結(jié)合熱化學(xué)方程式計算得到；

解答： 解：（1）令平衡時CO的濃度為amol/L，由方程式可知，二氧化碳的濃度變化量為amol/L，則平衡時二氧化碳的濃度為（2-a）mol/L，500℃時平衡常數(shù)為1，則

a

2-a

=1，解得a=1，
故答案為：1mol/L；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，平衡常數(shù)增大，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即a＞0，
故答案為：吸熱；
（3）A．反應(yīng)前后氣體體積不變，縮小反應(yīng)器體積，壓強增大，平衡不移動，故A錯誤；
B．通入CO₂，平衡向正反應(yīng)方向移動，故B正確；
C．升高溫度到900℃，平衡常數(shù)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，故C正確；
D．使用合適的催化劑，加快反應(yīng)速率，平衡不移動，故D錯誤；
E、固體對平衡無影響，增加Fe的量對平衡無影響，故E錯誤；
故答案為：BC；
（4）A、由圖可知，升高溫度，平衡向正反應(yīng)移動，故圖象表示正反應(yīng)吸熱反應(yīng)，反應(yīng)①正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，圖象與實際相符合，故A正確；
B、由圖可知，最高點到達平衡，溫度升高，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反應(yīng)進行，故圖象表示正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)①正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，圖象與實際不相符，故B錯誤；
C、由圖可知，溫度T₁先到達平衡，故溫度T₁＞T₂，溫度T₁到達平衡時，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反應(yīng)進行，故圖象表示正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)①正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，圖象與實際不相符，故C錯誤；
故答案為：A；
（5）已知：①Fe（s）+CO₂（g）═FeO（s）+CO（g）△H=a kJ?mol^-1，
②CO（g）+1/2O₂（g）═CO₂（g）△H=b kJ?mol^-1
由蓋斯定律，2×（①+②）得2Fe（s）+O₂（g）═2FeO（s），故△H=2（a kJ?mol^-1+b kJ?mol^-1）=2（a+b）kJ?mol^-1，
故答案為：2（a+b）kJ?mol^-1；
（6）①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H=a kJ?mol^-1，平衡常數(shù)為K；
②CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H=b kJ?mol^-1；
③Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g）△H=c kJ?mol^-1；
依據(jù)蓋斯定律計算②×3-③得到Fe固體被O₂氧化得到Fe₂O₃固體的熱化學(xué)方程式：2Fe（s）+

3

2

O₂（g）=Fe₂O₃（s）△H=（3b-c）KJ/mol；
故答案為：2Fe（s）+

3

2

O₂（g）=Fe₂O₃（s）△H=（3b-c）KJ/mol；

點評：本題目綜合性較大，涉及反應(yīng)速率計算、平衡常數(shù)、化學(xué)平衡計算、影響反應(yīng)速率與化學(xué)平衡移動的因素、蓋斯定律與反應(yīng)熱的計算等，難度中等．