Question

已知反應Fe(s)+CO₂(g) FeO(s)+CO(g)

ΔH=akJ·mol^-1，平衡常數(shù)為K。測得在不同溫度下，K值如下：

溫度/℃	500	700	900
K	1.00	1.47	2.40

（1）若500℃時進行反應，CO₂的起始濃度為2 mol·L^-1，CO的平衡濃度為________。

（2）該反應為______(選填“吸熱”或“放熱”)反應。

（3）700℃時反應達到平衡狀態(tài)，要使該平衡向右移動，其他條件不變時，可以采取的措施有___________(填序號)。

A.縮小反應器體積　　　　　B.通入CO₂

C.升高溫度到900℃　　　　D.使用合適的催化劑

E.增加Fe的量

（4）下列圖像符合該反應的是______(填序號)(圖中v為速率，φ為混合物中CO含量，T為溫度且T₁>T₂)。

Answer 1

【解析】依據(jù)反應，可寫出該反應的化學平衡常數(shù)表達式K=c(CO)/c(CO₂)，從表中數(shù)據(jù)觀察到：K值隨溫度升高而增大，說明正反應為吸熱反應。在500℃時，假設CO₂轉(zhuǎn)化了xmol·L^-1，達到平衡狀態(tài)時，有下式成立：K=c(CO)/c(CO₂)=x/(2-x)=1.00，解得x=1，即平衡時CO的濃度為1 mol·L^-1。（3）中，700℃時反應達到平衡，要使該平衡向右移動，可以升高體系溫度、增大反應物濃度(通入CO₂)，注意不要錯選選項E，因為反應物Fe是固體，改變固體或純液體的量對平衡無影響。（4）中，圖像A是溫度改變對反應速率的影響，由于該反應的正反應是吸熱反應，所以升高溫度，正逆反應速率均增大，但正反應速率增大的幅度大，故A正確。圖像B是溫度改變對混合物中CO含量的影響，溫度較低時反應不進行，隨著溫度升高混合物中CO的含量逐漸增大，不會減小，故B錯誤。圖像C中T₁>T₂，溫度升高平衡向右移動，則CO的含量高，故C錯誤。

答案：（1）1 mol·L^-1   （2）吸熱   （3）B、C   （4）A