Question

2．一定溫度下，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO₂氣體，發(fā)生反應(yīng)Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H＞0，CO₂的濃度與時(shí)間的關(guān)系如圖所示．
①該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)為2.0；若鐵粉足量，CO₂的起始濃度為2.0mol•L^-1，則平衡時(shí)CO₂的濃度為$\frac{2}{3}$mol•L^-1．
②下列措施中能使平衡時(shí)$\frac{c（CO）}{{c（C{O_2}）}}$增大的是A（填序號(hào)）．
A．升高溫度   B．增大壓強(qiáng)    C．充入一定量的CO₂     D．再加入一定量鐵粉．

Answer 1

分析 ①先計(jì)算出平衡常數(shù)二氧化碳、CO的濃度，用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度的冪次方乘積得到平衡常數(shù)表達(dá)式，代入圖上數(shù)據(jù)即可求K；根據(jù)計(jì)算出的平衡常數(shù)K列式計(jì)算二氧化碳的平衡濃度；
②$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$是該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式，平衡常數(shù)隨溫度變化，結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析判斷．

解答 解：①據(jù)圖分析平衡時(shí)二氧化碳的濃度分別為0.5mol/L，二氧化碳的濃度變化為：1.5mol/L-0.5mol/L=1mol/L，根據(jù)反應(yīng)方程式可知反應(yīng)生成CO的濃度為1mol/L，
則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$=$\frac{1.0mol/L}{0.5mol/L}$=2.0；
若CO₂的起始濃度為2.0mol•L^-1，據(jù)方程式可知，反應(yīng)的二氧化碳的濃度與生成CO濃度相等，設(shè)二者的濃度為xmol/L，
則平衡時(shí)二氧化碳濃度為（2.0-x）mol/L，K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$=$\frac{x}{2.0-x}$=2.0，
解得：x=$\frac{4}{3}$，
所以平衡時(shí)二氧化碳濃度為：（2.0-$\frac{4}{3}$）mol/L=$\frac{2}{3}$mol/L，
故答案為：2.0；$\frac{2}{3}$；
②$\frac{c（CO）}{{c（C{O_2}）}}$為該反應(yīng)的平衡常數(shù)，平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨濃度壓強(qiáng)等因素變化，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升溫平衡時(shí)K增大，
A．升高溫度，平衡正向進(jìn)行，平衡常數(shù)增大，故A正確；
B．增大壓強(qiáng)，平衡不動(dòng)，平衡常數(shù)不變，故B錯(cuò)誤；
C．充入一定量二氧化碳，平衡向著正向移動(dòng)，由于溫度不變，則平衡常數(shù)不變，故C錯(cuò)誤；
D．鐵粉為固體，再加入鐵粉后，平衡不發(fā)生移動(dòng)，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變，故D錯(cuò)誤；
故答案為：A．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化的曲線，題目難度中等，明確化學(xué)平衡及其影響因素為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用能力．