Question

1．一定條件下鐵可以和CO₂發(fā)生反應(yīng)：Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H＞0，1100℃時(shí)，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO₂氣體，反應(yīng)過程中CO₂氣體和CO氣體的濃度與時(shí)間的關(guān)系如圖所示．
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$．
（2）下列措施中能使平衡時(shí)K增大的是B（填序號(hào)）．
A．升高溫度B．增大壓強(qiáng)C．充入一定量COD．降低溫度
（3）8分鐘內(nèi)，CO₂的平均反應(yīng)速率v（CO₂）=0.0625mol•L^-1•min^-1．
（4）1100℃時(shí)，2L的密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容器	甲	乙
反應(yīng)物投入量	3mol Fe、 2mol CO2	4mol FeO、 3mol CO
CO的濃度（mol•L-1）	c1	c2
CO2的體積分?jǐn)?shù)	φ1	φ2
體系壓強(qiáng)（Pa）	p1	p2
氣態(tài)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率	α1	α2

①下列說法正確的是AB．
A．p₁＜p₂   B．φ₁=φ₂ C．2c₁=3c₂   D．α₁=α₂
②求c₁=0.67mol•L^-1、α₂=33.3%．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)平衡常數(shù)K等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比但生成物或反應(yīng)物必須是氣體或溶液；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物濃度及壓強(qiáng)無關(guān)；
（3）8分鐘內(nèi)，CO₂的平均反應(yīng)速率v（CO₂）=$\frac{△c}{△t}$；
（4）①A．恒溫恒容條件下，壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量之比；
B．溫度不變化學(xué)平衡常數(shù)不變，化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$；
C．該溫度下化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{0.50}{0.25}$=2
    甲 Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）
 反應(yīng)（mol/L）      c₁                            c₁
平衡（mol/L）      1-c₁                          c₁
化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{{c}_{1}}{1-{c}_{1}}$=2，
  乙   Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）
 反應(yīng)（mol/L）      1.5-c₂                     1.5-c₂
平衡（mol/L）      1.5-c₂                         c₂
化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{{c}_{2}}{1.5-{c}_{2}}$，
溫度不變化學(xué)平衡常數(shù)不變，據(jù)此計(jì)算c1、c2關(guān)系；
D．甲 Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）
 反應(yīng)（mol/L）      α₁                           α₁
平衡（mol/L）      1-α₁                          α₁
化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{{α}_{1}}{1-{α}_{1}}$
  乙   Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）
 反應(yīng)（mol/L）      1.5α₂                     1.5α₂
平衡（mol/L）      1.5α₂                      1.5（1-α₂）
化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{1.5（1-{α}_{2}）}{1.5{α}_{2}}$，
溫度不變化學(xué)平衡常數(shù)不變，據(jù)此計(jì)算α₁、α₂關(guān)系；
②該溫度下化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{0.50}{0.25}$=2，K=$\frac{{c}_{1}}{1-{c}_{1}}$=2，K=$\frac{1.5（1-{α}_{2}）}{1.5{α}_{2}}$，
據(jù)此計(jì)算c1、a2．

解答 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)K等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比但生成物或反應(yīng)物必須是氣體或溶液，所以該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$，
故答案為：$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物濃度及壓強(qiáng)無關(guān)，該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)K增大，故選B；
（3）8分鐘內(nèi)，CO₂的平均反應(yīng)速率v（CO₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{（0.75-0.25）mol/L}{8min}$=0.0625mol/（L．min），
故答案為：0.0625；
（4）①A．恒溫恒容條件下，壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不變，所以甲中氣體總物質(zhì)的量是2mol、乙中是3mol，則甲中壓強(qiáng)小于乙，即p₁＜p₂，故正確；
B．溫度不變化學(xué)平衡常數(shù)不變，甲、乙中溫度相同，所以化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$相等，所以φ₁=φ₂，故正確；
C．甲 Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）
 反應(yīng)（mol/L）      c₁                            c₁
平衡（mol/L）      1-c₁                          c₁
化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{{c}_{1}}{1-{c}_{1}}$
  乙   Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）
 反應(yīng)（mol/L）      1.5-c₂                     1.5-c₂
平衡（mol/L）      1.5-c₂                         c₂
化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{{c}_{2}}{1.5-{c}_{2}}$，
溫度不變化學(xué)平衡常數(shù)不變，所以K=$\frac{{c}_{1}}{1-{c}_{1}}$=$\frac{{c}_{2}}{1.5-{c}_{2}}$，所以3c₁=2c₂，故錯(cuò)誤；
D．該溫度下化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{0.50}{0.25}$=2
   甲 Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）
 反應(yīng)（mol/L）      α₁                           α₁
平衡（mol/L）      1-α₁                          α₁
化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{{α}_{1}}{1-{α}_{1}}$
  乙   Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）
 反應(yīng)（mol/L）      1.5α₂                     1.5α₂
平衡（mol/L）      1.5α₂                      1.5（1-α₂）
化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{1.5（1-{α}_{2}）}{1.5{α}_{2}}$，
溫度不變化學(xué)平衡常數(shù)不變，所以K=$\frac{{α}_{1}}{1-{α}_{1}}$=$\frac{1.5（1-{α}_{2}）}{1.5{α}_{2}}$=2，
所以α₁+α₂=1，a1、a2分別為$\frac{2}{3}$、$\frac{1}{3}$，故錯(cuò)誤；
②該溫度下化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{0.50}{0.25}$=2，K=$\frac{{c}_{1}}{1-{c}_{1}}$=2，K=$\frac{1.5（1-{α}_{2}）}{1.5{α}_{2}}$，
c1=0.67mol/L、a2=33.3%，
故答案為：0.67 mol•L^-1；33.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡影響因素、化學(xué)平衡的計(jì)算，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，明確化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)、溫度相同化學(xué)平衡常數(shù)相等是解本題關(guān)鍵，注意化學(xué)平衡計(jì)算方法，題目難度中等．