Question

8．化學(xué)工業(yè)與人類的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，回答下列問(wèn)題：
（1）已知反應(yīng)：Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H=a kJ?mol^-1，平衡常數(shù)為K；
測(cè)得在不同溫度下，K值如下：

溫度/℃	500	700	900
K	1.00	1.47	2.40

①寫出K的表達(dá)式$\frac{[CO]}{[CO2]}$．
②反應(yīng)中的a大于0（填“大于”、“小于”或“等于”）．
③若500℃時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，CO₂起始濃度為2mol?L^-1，CO的平衡濃度為1mol?L^-1．
④700℃反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)增大反應(yīng)中CO的濃度，該平衡移動(dòng)后達(dá)到新的平衡，其它條件不變時(shí)，CO 和CO₂的體積比值不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）工業(yè)固氮反應(yīng)是：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol．在相同溫度下，體積均為0.25L的兩個(gè)恒容密閉容器中可發(fā)生上述可逆反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)的有關(guān)數(shù)據(jù)如表：

容器 編號(hào)	起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol			達(dá)平衡時(shí)體系的 能量變化
	N2	H2	NH3
a	1	3	0	放熱23.1kJ
b	0.6	1.8	0.8	吸熱Q kJ

①容器a達(dá)平衡時(shí)N₂的平衡濃度c（N₂）=3mol?L^-1．
②容器b達(dá)平衡時(shí)NH₃的平衡濃度c（NH₃）=2mol?L^-1．
③下列敘述正確的是AB．
A．容器a達(dá)平衡時(shí)NH₃的物質(zhì)的量是0.5mol
B．容器b開始是向合成氨的逆反應(yīng)方向進(jìn)行
C．若容器a體積變?yōu)?.2L，則達(dá)平衡時(shí)放出的熱量小于23.1kJ
D．不能利用已知數(shù)據(jù)計(jì)算容器b的平衡常數(shù)．

Answer 1

分析 （1）①平衡常數(shù)等于生成物濃度系數(shù)次冪之積除以反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪之積；
②由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，平衡常數(shù)增大，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，據(jù)此判斷；
③由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，平衡常數(shù)增大，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，據(jù)此判斷；
④根據(jù)平衡常數(shù)只受溫度影響，當(dāng)溫度不變時(shí)，平衡常數(shù)不變，根據(jù)反應(yīng)方程式可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于CO 和CO₂的體積比，據(jù)此答題；
（2）從等效平衡的角度分析，0.6molN₂、1.8molH₂和0.8molNH₃相當(dāng)1molN₂、3molH₂，在相同條件下處于相同平衡狀態(tài)，所以平衡時(shí)兩個(gè)容器內(nèi)N₂的平衡濃度c（N₂）和NH₃的平衡濃度c（NH₃）相等，據(jù)此分析計(jì)算；

解答 解：（1）①平衡常數(shù)等于生成物濃度系數(shù)次冪之積除以反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪之積，所以K=$\frac{[CO]}{[CO2]}$，
故答案為：$\frac{[CO]}{[CO2]}$；
②由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，平衡常數(shù)增大，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即a＞0，
故答案為：大于；
③令平衡時(shí)CO的濃度為amol/L，由方程式可知，二氧化碳的濃度變化量為amol/L，則平衡時(shí)二氧化碳的濃度為（2-a）mol/L，500℃時(shí)平衡常數(shù)為1，則$\frac{a}{2-a}$=1，解得a=1，
故答案為：1；
④根據(jù)平衡常數(shù)只受溫度影響，當(dāng)溫度不變時(shí)，平衡常數(shù)不變，根據(jù)反應(yīng)方程式可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于CO 和CO₂的體積比，所以增大反應(yīng)中CO的濃度，該平衡移動(dòng)后達(dá)到新的平衡，CO 和CO₂的體積比不變，
故答案為：不變；
（2）從等效平衡的角度分析，0.6molN₂、1.8molH₂和0.8molNH₃相當(dāng)1molN₂、3molH₂，在相同條件下處于相同平衡狀態(tài)，所以平衡時(shí)兩個(gè)容器內(nèi)N₂的平衡濃度c（N₂）和NH₃的平衡濃度c（NH₃）相等；
則     N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
初始：1      3       0         92.4kJ
變化：0.25  0.75    0.5        23.1kJ 
平衡：0.75   2.25    0.5
①所以容器a達(dá)平衡時(shí)N₂的平衡濃度c（N₂）=$\frac{0.75mol}{0.25L}$=3mol/L，
故答案為：3；
②所以容器b達(dá)平衡時(shí)NH₃的平衡濃度c（NH₃）=$\frac{0.5mol}{0.25L}$=2mol/L，
故答案為：2；
③A．根據(jù)以上分析，容器a達(dá)平衡時(shí)NH₃的物質(zhì)的量是0.5mol，故正確；
B．根據(jù)以上分析，平衡時(shí)NH₃的物質(zhì)的量是0.5mol，所以容器b開始是向合成氨的逆反應(yīng)方向進(jìn)行，故正確；
C．若容器a體積變?yōu)?.2L，即減小體積，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則達(dá)平衡時(shí)放出的熱量大于23.1kJ，故錯(cuò)誤；
D．因?yàn)閍、b在相同條件下處于相同平衡狀態(tài)，所以能利用已知數(shù)據(jù)計(jì)算容器b的平衡常數(shù)，故錯(cuò)誤；
故選：AB．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡影響因素、平衡常數(shù)的應(yīng)用、合成氨反應(yīng)的條件選擇、影響化學(xué)平衡的因素，題目難度中等，側(cè)重于基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用考查，注意把握K與溫度的關(guān)系以及影響化學(xué)平衡的因素．