Question

19．反應(yīng)①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H₁=akJ•mol^-1，平衡常數(shù)為K；反應(yīng)②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）?CO₂（g）△H₂=bkJ•mol^-1．測(cè)得在不同溫度下，K值如表：

溫度/℃	500	700	900
K	1.00	1.47	2.40

（1）若500℃時(shí)進(jìn)行反應(yīng)①，CO₂起始濃度為2mol/L，CO的平衡濃度為1mol/L．
（2）反應(yīng)①中的a大于 0（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）700℃時(shí)反應(yīng)①達(dá)到平衡，要使得該平衡向右移動(dòng)，其他條件不變時(shí)，可以采取的措施有（填序號(hào)）．
A．縮小反應(yīng)器體積    B．通入CO₂      C．升高溫度到 900℃D．使用合適的催化劑
（4）如圖圖象符合反應(yīng)①的是（填序號(hào)）（圖中φ是混合物中CO的含量；T為溫度）．

（5）反應(yīng)③2Fe（s）+O₂（g）═2FeO（s）△H₃=2（a+b）kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）令平衡時(shí)CO的濃度為cmol/L，根據(jù)三段式用c表示出平衡時(shí)各成分的濃度，再根據(jù)平衡常數(shù)列方程計(jì)算；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，對(duì)于反應(yīng)①，溫度越高平衡常數(shù)越大，說(shuō)明升高溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，據(jù)此判斷a值的符號(hào)；
（3）根據(jù)平衡移動(dòng)原理進(jìn)行分析解答；
（4）A、由圖可知，升高溫度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，故圖象表示正反應(yīng)吸熱反應(yīng)，結(jié)合反應(yīng)①的熱效應(yīng)判斷；
B、由圖可知，最高點(diǎn)到達(dá)平衡，溫度升高，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，故圖象表示正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，結(jié)合反應(yīng)①的熱效應(yīng)判斷；
C、由圖可知，溫度T₁先到達(dá)平衡，故溫度T₁＞T₂，溫度T₁到達(dá)平衡時(shí)，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，故圖象表示正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，結(jié)合反應(yīng)①的熱效應(yīng)判斷；
（5）根據(jù)蓋斯定律，2×（①+②）可得2Fe（s）+O₂（g）═2FeO（s），反應(yīng)熱也進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算得出△H₃．

解答 解：（1）令平衡時(shí)CO的濃度為cmol/L，則：
             Fe（s）+CO₂（g）═FeO（s）+CO（g）
開(kāi)始（mol/L）：2                  0
變化（mol/L）：c                  c
平衡（mol/L）：2-c                 c
則：$\frac{c}{2-c}$=1，解得：c=1，
故答案為：1mol/L；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，對(duì)于反應(yīng)①，溫度越高平衡常數(shù)越大，說(shuō)明升高溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)進(jìn)行，故a＞0，
故答案為：大于；
（3）A．該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，縮小反應(yīng)器體積，壓強(qiáng)增大，平衡不移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B．通入CO₂ ，濃度增大，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，故B在；
C．該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度到900℃，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，故C在；
D．使用合適的催化劑，加快反應(yīng)速率，平衡不移動(dòng)，故D錯(cuò)誤；
故答案為：BC；
（4）A、由圖可知，升高溫度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，故圖象表示正反應(yīng)吸熱反應(yīng)，反應(yīng)①正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，圖象與實(shí)際相符合，故A正確；
B、由圖可知，最高點(diǎn)到達(dá)平衡，溫度升高，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，故圖象表示正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)①正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，圖象與實(shí)際不相符，故B錯(cuò)誤；
C、由圖可知，溫度T₁先到達(dá)平衡，故溫度T₁＞T₂，溫度T₁到達(dá)平衡時(shí)，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，故圖象表示正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)①正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，圖象與實(shí)際不相符，故C錯(cuò)誤；
故答案為：A；
（5）已知：①Fe（s）+CO₂（g）═FeO（s）+CO（g）△H=a kJ•mol^-1，
②CO（g）+1/2O₂（g）═CO₂（g）△H=b kJ•mol^-1
由蓋斯定律（①+②）×2得：2Fe（s）+O₂（g）═2FeO（s），△H₃=2（a kJ•mol^-1+b kJ•mol^-1）=2（a+b）kJ•mol^-1，
故答案為：2（a+b）kJ•mol^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，題目難度中等，綜合性較大，涉及反應(yīng)速率計(jì)算、平衡常數(shù)、化學(xué)平衡計(jì)算、影響反應(yīng)速率與化學(xué)平衡移動(dòng)的因素、蓋斯定律與反應(yīng)熱的計(jì)算等知識(shí)，注意熟練掌握化學(xué)平衡及其影響因素，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．