Question

20．化學理論在元素單質(zhì)及其化合物反應(yīng)中應(yīng)用廣泛．（1）在一定條件下，可逆反應(yīng)mA?nB+pC△H，達到平衡狀態(tài)．
①若A、B、C都是氣體，增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，則m大于n+p（填“大于”、“小于”或“等于”）．
②其他條件不變，加熱后A的質(zhì)量減小，則反應(yīng)△H大于0（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）某些金屬氧化物（如Fe_XO_Y）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c（填序號）

（3）一定溫度下，發(fā)生反應(yīng)：FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）△H．已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下表：

溫度/℃	1000	1100
平衡常數(shù)	0.68	0.50

請回答下列問題：
①該反應(yīng)的△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②T℃時，將FeO（s）和COg）各3.0mol加入10L的密閉容器中，反應(yīng)達到平衡后，測得CO轉(zhuǎn)化率為W₁，c（CO₂）=0.15mol•L^-1，則溫度T低于（填“高于”、“低于”、“等于”）1000，若此時保持其它條件不變再充入2.0mol CO（g），再達平衡時測得CO轉(zhuǎn)化率為W₂，則W₁=W₂（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）①增大壓強，平衡向著方程式的系數(shù)減小的方向移動；
②升高溫度，化學平衡向著吸熱方向進行；
（2）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)以及溫度升高化學反應(yīng)速率加快；
（3）①根據(jù)溫度和平衡常數(shù)以及反應(yīng)的吸放熱之間的關(guān)系來回答；
②計算1000℃時CO的轉(zhuǎn)化率以及二氧化碳的平衡濃度，根據(jù)三行式計算比較．

解答 解：（1）mA?nB+pC△H，達到平衡狀態(tài)．
①若A、B、C都是氣體，增大壓強，平衡向方式的系數(shù)減小的方向移動，即向正反應(yīng)方向移動，則m＞n+p，故答案為：大于；
②其他條件不變，升高溫度，化學平衡向著吸熱方向進行，即加熱后A的質(zhì)量減小，則反應(yīng)正向進行，△H＞0，故答案為：大于；
（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，化學反應(yīng)速率加快，故選：c；
（3）①該反應(yīng)的K隨著溫度的升高而減小，所以反應(yīng)釋放熱量，△H＜0，故答案為：＜；
②T℃時，將FeO（s）和CO（g）各3.0mol加入10L的密閉容器中，
         FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）
初始濃度：0.3     0.3      0       0
變化濃度：0.15            0.15
平衡濃度：0.15            0.15
CO轉(zhuǎn)化率為W₁=$\frac{0.15}{0.3}$×100%=20%，c（CO₂）=0.15mol•L^-1，K=1，
T℃時，將FeO（s）和CO（g）各3.0mol加入10L的密閉容器中，設(shè)變化的CO濃度是x，
         FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）
初始濃度：0.3     0.3      0       0
變化濃度：x                x
平衡濃度：0.3-x              x
則K=$\frac{x}{0.3-x}$=0.68，解得x=0.12mol/L，所以CO轉(zhuǎn)化率為W₂=$\frac{0.12}{0.3}$×100%=40%，c所以T℃時CO的轉(zhuǎn)化率大于1000℃時CO的轉(zhuǎn)化率，升高溫度，化學平衡向著吸熱方向進行，△H＜0，所以溫度T低于1000，此時保持其它條件不變再充入2.0mol CO（g），則建立的平衡是等效的，所以再達平衡時測得CO轉(zhuǎn)化率為W₂=W₁，故答案為：低于；=．

點評 本題是一道關(guān)于化學平衡常數(shù)的計算題，考查生化學平衡移動原理以及三行式的計算知識，屬于綜合知識的考查，難度中等．