Question

反應(yīng)①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）+akJ；
反應(yīng)②CO（g）+O₂（g）?CO₂（g）+bkJ．
測(cè)得在不同溫度下，反應(yīng)①的平衡常數(shù)K值隨溫度的變化如表所示：

溫度/℃	500	700	900
K	1.00	1.47	2.40

（1）反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為_(kāi)_____，a______0（填“大于”、“小于”或“等于”）． 在500℃2L密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)①，CO₂起始量為4mol，其轉(zhuǎn)化率為50%，則CO的平衡濃度為_(kāi)_____．
（2）700℃反應(yīng)①達(dá)到平衡，要使該平衡向右移動(dòng)，其它條件不變時(shí)，可以采取的措施有______（填序號(hào)）．
A．縮小反應(yīng)器體積   B．通入CO₂ C．升高溫度到900℃D．使用合適的催化劑
（3）圖象符合反應(yīng)①的是______（填序號(hào)）（圖中v是速率、φ為混合物中CO含量，T為溫度且T₁＞T₂）．

（4）由反應(yīng)①和②可求得，反應(yīng)2Fe（s）+O₂（g）?2FeO（s）+Q 的Q=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫反應(yīng)①的平衡常數(shù)，注意固體不需要寫出；由表中數(shù)據(jù)可知，對(duì)于反應(yīng)①，溫度越高平衡常數(shù)越大，說(shuō)明升高溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，據(jù)此判斷a值的符號(hào)；依據(jù)化學(xué)平衡，計(jì)算轉(zhuǎn)化的二氧化碳物質(zhì)的量和生成的一氧化碳物質(zhì)的量，依據(jù)c=計(jì)算濃度；
（2）根據(jù)平衡移動(dòng)原理進(jìn)行分析解答；
（3）A、由圖可知，升高溫度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，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(diǎn)到達(dá)平衡，溫度升高，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反應(yīng)進(jìn)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(dá)平衡，故溫度T₁＞T₂，溫度T₁到達(dá)平衡時(shí)，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反應(yīng)進(jìn)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；
（4）根據(jù)蓋斯定律，2（①+②）可得2Fe（s）+O₂（g）═2FeO（s），反應(yīng)熱也進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算；
解答：解：解：（1）反應(yīng)Fe（s）+CO₂（g）═FeO（s）+CO（g）的平衡常數(shù)k=；由表中數(shù)據(jù)可知，對(duì)于反應(yīng)①，溫度越高平衡常數(shù)越大，說(shuō)明升高溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)進(jìn)行，故a＞0，
平衡時(shí)參加反應(yīng)的二氧化碳的物質(zhì)的量為4mol×50%=2mol，則：
           Fe（s）+CO₂（g）═FeO（s）+CO（g）
開(kāi)始（mol）：4                  0
變化（mol）：2                  2
平衡（mol）：2                  2
平衡后一氧化碳濃度c（CO）==1mol/L；
故答案為：；大于；1mol/L；
（2）A．該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，縮小反應(yīng)器體積，壓強(qiáng)增大，平衡不移動(dòng)，故A不符合；
B．通入CO₂ ，濃度增大，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，故B符合；
C．該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度到900℃，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，故C符合；
D．使用合適的催化劑，加快反應(yīng)速率，平衡不移動(dòng)；
故答案為：BC；
（3）A、由圖可知，升高溫度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，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(shí)際相符合，故A正確；
B、由圖可知，最高點(diǎn)到達(dá)平衡，溫度升高，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反應(yīng)進(jìn)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(shí)際不相符，故B錯(cuò)誤；
C、由圖可知，溫度T₁先到達(dá)平衡，故溫度T₁＞T₂，溫度T₁到達(dá)平衡時(shí)，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反應(yīng)進(jìn)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(shí)際不相符，故C錯(cuò)誤；
故答案為：A；
（4）已知：①Fe（s）+CO₂（g）═FeO（s）+CO（g）△H₁=a kJ?mol^-1，
反應(yīng)②CO（g）+1/2O₂（g）═CO₂（g）△H₂=b kJ?mol^-1
由蓋斯定律，2（①+②）得2Fe（s）+O₂（g）═2FeO（s），故△H₃=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；
點(diǎn)評(píng)：本題目綜合性較大，涉及反應(yīng)速率計(jì)算、平衡常數(shù)、化學(xué)平衡計(jì)算、影響反應(yīng)速率與化學(xué)平衡移動(dòng)的因素、蓋斯定律與反應(yīng)熱的計(jì)算等，難度中等．