Question

12．（1）反應(yīng)Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H₁，平衡常數(shù)為K₁
反應(yīng)Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）△H₂，平衡常數(shù)為K₂
在不同溫度時(shí)K₁、K₂的值如表：

	700℃	900℃
K1	1.47	2.15
K2	2.38	1.67

①反應(yīng) CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H，平衡常數(shù)K，則△H=△H₁-△H₂（用△H₁和△H₂表示），K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$（用K₁和K₂表示），且由上述計(jì)算可知，反應(yīng)CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）是吸熱反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）．
②能判斷恒溫恒容容器CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是B（填序號）．
A．容器中壓強(qiáng)不變  B．混合氣體中c（CO）不變  C．容器中密度不變    D．c（CO）=c（CO₂）
（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），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；0-10min的平均反應(yīng)速率v（CO）=0.1mol•L^-1•min^-1；
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0.67mol•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）
A．升高溫度      B．增大壓強(qiáng)     C．充入一定量的CO₂D．再加入一定量鐵粉．

Answer 1

分析 （1）①已知：Ⅰ．Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）
Ⅱ．Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）
由蓋斯定律，Ⅰ-Ⅱ可得：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），焓變也等于二者之差，平衡常數(shù)為二者的商；
分別計(jì)算700℃、900℃平衡常數(shù)，根據(jù)溫度對平衡常數(shù)的影響判斷反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，還是放熱反應(yīng)；
②A．反應(yīng)氣體氣體物質(zhì)的量不變，恒溫恒容下，容器中壓強(qiáng)始終不變；
B．平衡時(shí)反應(yīng)混合物各組分的濃度保持不變；
C．容器中密度始終保持不變；
D．CO、CO₂的平衡濃度與二氧化碳的轉(zhuǎn)化率有關(guān)；
（2）由圖可知，10min到達(dá)平衡，平衡時(shí)CO₂的濃度為0.5mol/L，則：
             Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）
起始量（mol/L）：1.5              0
變化量（mol/L）：1                1
平衡量（mol/L）：0.5              0.5
①平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（CO）；
若鐵粉足量，CO₂的起始濃度為2.0mol•L^-1，等效再原平衡的基礎(chǔ)上壓強(qiáng)增大，反應(yīng)前后氣體的體積不變，與原平衡相比，平衡不移動(dòng)，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率相同；
②平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$，只受溫度影響，由表中數(shù)據(jù)可知，隨溫度升高平衡常數(shù)增大．

解答 解：（1）①已知：Ⅰ．Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）
Ⅱ．Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）
由蓋斯定律，Ⅰ-Ⅱ可得：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），則△H=△H₁-△H₂，平衡常數(shù)K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$，
700℃平衡常數(shù)為$\frac{1.47}{2.38}$，900℃平衡常數(shù)為$\frac{2.15}{1.67}$，可知升高溫度平衡常數(shù)增大，說明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
故答案為：△H₁-△H₂；$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$；吸熱；
②A．反應(yīng)氣體氣體物質(zhì)的量不變，恒溫恒容下，容器中壓強(qiáng)始終不變，故A錯(cuò)誤；
B．混合氣體中c（CO）不變說明反應(yīng)到達(dá)平衡，故B正確；
C．混合氣體總質(zhì)量不變，容器容積不變，容器中密度始終保持不變，故C錯(cuò)誤；
D．CO、CO₂的平衡濃度與二氧化碳的轉(zhuǎn)化率有關(guān)，平衡時(shí)二氧化碳轉(zhuǎn)化率不一定為50%，故D錯(cuò)誤，
故選：B；
（2）由圖可知，10min到達(dá)平衡，平衡時(shí)CO₂的濃度為0.5mol/L，則：
            Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）
起始量（mol/L）：1.5               0
變化量（mol/L）：1                 1
平衡量（mol/L）：0.5                1
①平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$=$\frac{1}{0.5}$=2，v（CO）=$\frac{1mol/L}{10min}$=0.1mol/（L．min）；
若鐵粉足量，CO₂的起始濃度為2.0mol•L^-1，等效再原平衡的基礎(chǔ)上壓強(qiáng)增大，反應(yīng)前后氣體的體積不變，與原平衡相比，平衡不移動(dòng)，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率相同，則平衡時(shí)則平衡時(shí)CO₂的濃度為0.5mol/L×$\frac{2}{1.5}$=0.67mol/L，
故答案為：2；0.1；0.67；
②平衡時(shí)$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$值表示平衡常數(shù)，
A．由表中數(shù)據(jù)可知，隨溫度升高平衡常數(shù)增大，故A正確；
B．增大壓強(qiáng)不影響平衡移動(dòng)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故B錯(cuò)誤；
C．充入一定量的CO₂，平衡雖然正向移動(dòng)，但溫度不變，平衡常數(shù)不變，故C錯(cuò)誤；
D．再加入一定量鐵粉，平衡不移動(dòng)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故D錯(cuò)誤，
故選：A．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、平衡狀態(tài)判斷、平衡常數(shù)計(jì)算與應(yīng)用等，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，難度中等．