Question

2．有可逆反應(yīng)Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），已知在溫度938K時，平衡常數(shù)K=1.5，在1173K時，K=2.2．
（1）能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是BC（雙選，填序號）．
A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不變了           B．c（CO）不變了
C．v_正（CO₂）=v_逆（CO）      D．c（CO₂）=c（CO）
（2）該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱（選填“吸熱”、“放熱”）反應(yīng)．
（3）寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$．若起始時把Fe和CO₂放入體積固定的密閉容器中，CO₂的起始濃度為2.0mol/L，某溫度時達(dá)到平衡，此時容器中CO的濃度為1.0mol/L，則該溫度下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1（保留二位有效數(shù)字）．
（4）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)，如果改變下列條件，反應(yīng)混合氣體中CO₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如何變化（選填“增大”、“減小”、“不變”）．
①升高溫度減�。虎谠偻ㄈ隒O不變．
（5）該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率隨時間變化的關(guān)系如下圖：
①從圖中看到，反應(yīng)在t₂時達(dá)平衡，在t₁時改變了某種條件，改變的條件可能是（填序號）A．（單選）
A．升溫B．增大CO₂濃度
②如果在t₃時從混合物中分離出部分CO，t₄～t₅時間段反應(yīng)處于新平衡狀態(tài)，請在圖上畫出t₃～t₅的V（逆）變化曲線

Answer 1

分析 （1）可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時，同種物質(zhì)的正逆速率相等且保持不變，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說明到達(dá)平衡；
（2）溫度升高平衡常數(shù)增大，說明升高溫度平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
（3）化學(xué)平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時，生成物的濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學(xué)平衡常數(shù)中寫出；
CO₂的起始濃度為2.0mol•L^-1，某溫度時達(dá)到平衡，此時容器中CO的濃度1.0mol•L^-1，則平衡時CO₂的濃度為1.0mol•L^-1，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計算；
（4）①正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動，二氧化碳物質(zhì)的量減小，混合氣體總物質(zhì)的量不變，二氧化碳的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小；
②再通入CO，平衡常數(shù)不變，則混合氣體中CO與二氧化碳的物質(zhì)的量之比不變；
（5）①根據(jù)右圖t₁時刻，反應(yīng)速率突然增大以及逆反應(yīng)速率后來逐漸增大最后不變；
②根據(jù)分離出部分CO，逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率瞬間不變畫出t₃～t₅的v（逆）變化曲線．

解答 解：（1）A．混合氣體物質(zhì)的量不變，恒溫恒容下，容器內(nèi)壓強(qiáng)為定值，故A錯誤；
B． c（CO）保持不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)到達(dá)平衡，故B正確；
C．v_正（CO₂）=v_逆（CO）時，CO的消耗速率與生成速率相等，反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，故C正確；
D．平衡時CO₂、CO濃度與二氧化碳的轉(zhuǎn)化率有關(guān)，不一定相等，故D錯誤，
故選：BC；
（2）溫度升高平衡常數(shù)增大，說明升高溫度平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
故答案為：吸熱；
（3）Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$，CO₂的起始濃度為2.0mol•L^-1，某溫度時達(dá)到平衡，此時容器中CO的濃度1.0mol•L^-1，則平衡時CO₂的濃度為1.0mol•L^-1，則該溫度下平衡常數(shù)K=$\frac{1}{1}$=1.0，
故答案為：K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$；1.0；
（4）①正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動，二氧化碳物質(zhì)的量減小，混合氣體總物質(zhì)的量不變，二氧化碳的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小；
②再通入CO，平衡常數(shù)不變，則混合氣體中CO與二氧化碳的物質(zhì)的量之比不變，則CO₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不變，
故答案為：減��；不變；
（5）A．升溫，正、逆反應(yīng)速率突然增大，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成物的濃度增大，逆反應(yīng)速率增大，最后不變，故A正確；
B．增大CO₂的濃度，正反應(yīng)速率突然增大，逆反應(yīng)速率瞬間不變，故B錯誤； 
故選：A；
②如果在t₃時從混合物中分離出部分CO，逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率瞬間不變，平衡向著正向移動，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成物的濃度逐漸增大，逆反應(yīng)速率逐漸增大，最后不變，如圖所示：，
故答案為：．

點評 本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡的影響因素等知識，題目難度較大，本題是一道化學(xué)反應(yīng)速率與平衡的綜合題，注意掌握平衡常數(shù)的含義、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法．