Question

14．設(shè)反應(yīng)①Fe（s）+CO₂（g）═FeO（s）+CO（g） 平衡常數(shù)為 K₁；
反應(yīng)②Fe（s）+H₂O（g）═FeO（s）+H ₂ （g） 平衡常數(shù)為 K₂；
測(cè)得在不同溫度下，K₁、K₂值如下：

溫度/℃	K1	K2
500	1.00	3.15
700	1.47	2.26
900	2.40	1.60

（1）在500℃時(shí)進(jìn)行反應(yīng)①，若CO₂起始濃度為1mol•L^-1，10分鐘后達(dá)到平衡，則V（CO）為0.05mol/（L•min）．
（2）在 900℃時(shí)反應(yīng) CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）的平衡常數(shù) K=1.50．
（3）700℃反應(yīng)②達(dá)到平衡，其它條件不變時(shí)，使得該平衡向右移動(dòng)，可以采取的措施有BC（選填編號(hào)）．
A．縮小反應(yīng)器體積       B．加入水蒸氣
C．降低溫度到500℃D．加入Fe粉
（4）如果上述反應(yīng)①在體積不變的密閉容器中發(fā)生，能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是AC（選填編號(hào)）．
A．v_正（CO）=v _逆 （CO₂）       B．C（CO）=C（CO₂）
C．容器內(nèi)氣體的密度不變      D．容器內(nèi)壓強(qiáng)不變
（5）若反應(yīng)①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，相應(yīng)物質(zhì)的物理量如何變化？（選填“增大”、“減小”或“不變”）
①降低溫度，CO₂的平衡濃度增大；
②再通入CO₂，CO₂的轉(zhuǎn)化率不變．
（6）下列圖象符合反應(yīng)①的是A（填序號(hào)）（圖中 v 是速率、φ 為混合其中CO含量，T為溫度）

Answer 1

分析 （1）結(jié)合平衡常數(shù)和平衡三行計(jì)算，CO反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$；
（2）反應(yīng)①②平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算得到反應(yīng)③的平衡常數(shù)；
（3）分析圖表反應(yīng)②的平衡常數(shù)隨溫度升高而減小，說(shuō)明平衡逆向進(jìn)行，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；反應(yīng)②反應(yīng)前后氣體體積不變，壓強(qiáng)、催化劑不能使平衡移動(dòng)，可通過(guò)改變溫度、濃度使平衡向正反應(yīng)移動(dòng)；
（4）達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變、物質(zhì)的量濃度不變、百分含量不變以及由此引起的物理量不變；
（5）①由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高平衡常數(shù)K₁越大，所以平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以降低溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，據(jù)此解答；
②再通入CO₂，等效為原平衡增大壓強(qiáng)，反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡不移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率不變；
（6）反應(yīng)①反應(yīng)前后氣體體積不變，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，據(jù)此分析判斷．

解答 解：（1）反應(yīng)①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），500℃反應(yīng)①的平衡常數(shù)為K₁=1，根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式可知，平衡時(shí)CO₂與CO的濃度相等，CO₂起始濃度為1mol．L^-1，根據(jù)C原子守恒，所以平衡時(shí)c（CO₂）=c（CO）=$\frac{1}{2}$×1mol．L^-1=0.5mol．L^-1，
V（CO）=$\frac{0.5mol/L}{10min}$=0.05mol/（L•min），
故答案為：0.05mol/（L•min）；
（2）①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）平衡常數(shù)K₁；反應(yīng)②Fe（s）+H₂O（g）?FeO+H₂（g）平衡常數(shù)為K₂，900℃進(jìn)行反應(yīng)③H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g），其平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（{H}_{2}）c（C{O}_{2}）}$=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$=$\frac{2.4}{1.6}$=1.50；
故答案為：1.50；
（3）由（2）分析知反應(yīng)②正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且反應(yīng)前后氣體體積不變，圖表反應(yīng)②的平衡常數(shù)隨溫度升高而減小，說(shuō)明平衡逆向進(jìn)行，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；反應(yīng)②的焓變△H＜0；
A、縮小反應(yīng)器體積，增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B、加入水蒸氣，反應(yīng)物的濃度增加，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，故B正確；
C、該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，故C正確；
D、加入鐵粉是固體對(duì)平衡無(wú)影響，平衡不移動(dòng)．故D錯(cuò)誤．
故答案為：BC；
（4）Fe（s）+CO₂（g）═FeO（s）+CO（g），反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng)，
A．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比，v_正（CO）=v _逆 （CO₂）說(shuō)明二氧化碳正逆反應(yīng)速率相同，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．C（CO）=C（CO₂）濃度相同，和起始量變化量有關(guān)，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C．反應(yīng)前后氣體體積不變，氣體質(zhì)量變化，則容器內(nèi)氣體的密度不變能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；
D．反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；
故答案為：AC；
（5）①由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高平衡常數(shù)K₁越大，所以升高溫度平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以降低溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，CO₂的平衡濃度增大，
故答案為：增大；
②再通入CO₂，等效為原平衡增大壓強(qiáng)，反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡不移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率不變，
故答案為：不變；
（6）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高平衡常數(shù)K₁越大，所以升高溫度平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，且反應(yīng)①反應(yīng)前后氣體體積不變．
A、處于交點(diǎn)時(shí)，正逆速率相等，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，當(dāng)溫度高于交點(diǎn)溫度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，說(shuō)明圖象表示正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，符合溫度變化對(duì)反應(yīng)①的影響，故A正確；
B、在最高點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，當(dāng)溫度高于最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度，CO的含量降低，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，說(shuō)明圖象表示正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；
C、到達(dá)平衡時(shí)間越短，速率越快，溫度越高，所以T₁＞T₂，溫度越高，CO的含量越低，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，說(shuō)明圖象表示正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故C錯(cuò)誤．
故答案為：A

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)、平衡常數(shù)計(jì)算等問(wèn)題，題目難度中等，圖象分析判斷．平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵．