Question

12．已知可逆反應(yīng)：Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），其溫度與平衡常數(shù)K的關(guān)系如表：

T（K）	938	1173
K	1.47	2.15

（1）寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（CO{\;}_{2}）}{c（CO）}$．
（2）若該反應(yīng)在體積固定的密閉容器中進(jìn)行，在一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài)，改變下列條件再達(dá)平衡后判斷：
①升高溫度，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小（填“增大、減小或不變”）；
②充入氦氣，平衡不移動（填“正向移動”、“逆向移動”或“不移動”）；
③充入CO₂并重新平衡后，混合氣體的密度增大（填“增大、減小或不變”）．
（3）該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率隨時間變化情況如圖所示．
①從如圖可知，在t₁時改變了某種反應(yīng)條件，使平衡發(fā)生移動，反應(yīng)在t₂時達(dá)到平衡，改變的條件可能是a（選填編號）．
a．升高溫度             b．增大CO₂的濃度
c．減小CO₂的濃度       d．使用催化劑
②如果在t₃時增加CO₂的量，t₄時反應(yīng)又處于新平衡狀態(tài)，請?jiān)趫D畫出t₃～t₅時間段的v_逆變化曲線．
③下列不能作為判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是b（選填編號）．
a．v_正（CO₂）=v_逆（CO）              b．容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)不再變化
c．容器內(nèi)氣體質(zhì)量不再變化       d．混合氣體中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再變化．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)方程式FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）書寫K的表達(dá)式；
（2）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，K減小，說明平衡逆移，由二氧化碳轉(zhuǎn)變成一氧化碳；
②充入氦氣，反應(yīng)物生成物濃度不變，則平衡不移動；
③充入CO₂并重新平衡后，雖然平衡逆向移動，但氣體質(zhì)量仍然增大，體積不變，所以密度增大；
（3）①根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素來確定改變的條件；
②增加CO₂的量，會促使平衡正向移動，正逆反應(yīng)速率都要加快，據(jù)此回答；
③化學(xué)平衡標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量保持不變，各組分的濃度不隨著時間的改變而改變，據(jù)此分析選項(xiàng)．

解答 解：（1）①根據(jù)反應(yīng)方程式FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）書寫K，表達(dá)式為K=$\frac{c（CO{\;}_{2}）}{c（CO）}$，故答案為：K=$\frac{c（CO{\;}_{2}）}{c（CO）}$；
（2）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，K減小，說明平衡逆移，由二氧化碳轉(zhuǎn)變成一氧化碳，所以混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小，故答案為：減小；
②充入氦氣，反應(yīng)物生成物濃度不變，則平衡不移動，故答案為：不移動；
③充入CO₂并重新平衡后，雖然平衡逆向移動，但氣體質(zhì)量仍然增大，體積不變，所以密度增大，故答案為：增大；
（3）①從如圖可知，在t₁時改變了某種反應(yīng)條件，反應(yīng)在t₂時達(dá)到平衡，改變的條件使速率變化離開原速率點(diǎn)了，應(yīng)該是同時能讓正逆反應(yīng)速率加快的條件并且向正反應(yīng)方向移動，故答案為：a；
②在t₃時增加CO₂的量，會使得正逆反應(yīng)速率都加快，逆反應(yīng)速率在原來的基礎(chǔ)上逐漸加快，圖為，故答案為：；

③a．v_正（CO₂）=v_逆（CO），說明正逆反應(yīng)速率相等，則能說明達(dá)到平衡，故錯誤；
b．因?yàn)榉磻?yīng)前后氣體體積不變，所以容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)不再變化，不能說明達(dá)到平衡，故正確；
c．容器內(nèi)氣體質(zhì)量不再變化是平衡狀態(tài)的特征，故錯誤；
d．混合氣體中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再變化，說明一氧化碳和二氧化碳組成固定，則能說明達(dá)到平衡，故錯誤；
故答案為：b．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、平衡常熟的意義以及影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素等知識，注意知識的歸納和梳理是解題的關(guān)鍵，難度中等．