Question

【題目】一定條件下鐵可以和 CO2 發生反應：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)。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，反應過程中 CO2 氣體和 CO 氣體的濃度與時間的關系如圖所示：

(1)t1 時，正、逆反應速率的大小關系為 v 正_____v 逆(填“＞”“＜”或“＝”)。

(2)4 min 內，CO 的平均反應速率 v(CO)＝_____。

(3)下列條件的改變能減慢其反應速率的是_____(填序號，下同)。

①降低溫度

②減少鐵粉的質量

③保持壓強不變，充入 He 使容器的體積增大

④保持容積不變，充入 He 使體系壓強增大

(4)下列描述能說明上述反應已達平衡狀態的是_____。

①v(CO2)＝v(CO)

②單位時間內生成 n mol CO2 的同時生成 n mol CO

③容器中氣體壓強不隨時間變化而變化

④容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間變化而變化

Answer 1

【答案】> 0.125mol·L-1·min-1 ①③ ②④

【解析】

（1）根據圖象可知，在t1后，CO濃度增大、CO2濃度減小，說明反應未達到平衡，正向進行，因此v正 > v逆；故答案為：>；

（2）根據圖象可知，在4分鐘內CO的平均反應速率，v(CO)=；故答案為：0.125mol·L-1·min-1；

（3）①降低溫度，物質的內能降低，活化分子數減小，有效碰撞次數減少，化學反應速率降低，①符合題意；

②由于固體的濃度不變，所以減少鐵粉的質量，物質的反應速率不變，②不符合題意；

③保持壓強不變，充入He使容器的體積增大，反應體系中物質濃度降低，單位體積內活化分子數減少，有效碰撞次數減少，化學反應速率降低，③符合題意；

④保持體積不變，充入He使體系壓強增大，由于體系內的物質濃度不變，所以化學反應速率不變，④不符合題意；故答案為：①③；

（4）①未指明反應是正向還是逆向進行，因此不能判斷是否為平衡狀態，①錯誤；

②單位時間內生成n molCO2的同時必然會消耗n molCO，又生成n mol CO，則CO的物質的量不變，反應達到平衡狀態，②正確；

③該反應是反應前后氣體體積不變的反應，任何條件下體系的壓強都不變，因此不能據此判斷反應是否為平衡狀態，③錯誤；

④反應前后氣體的體積不變，而氣體的質量會發生變化，則氣體的摩爾質量會發生變化，由于摩爾質量當以g/mol為單位時，數值上等于物質的相對分子質量，所以若容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化，則反應達到平衡狀態，④正確；故答案為：②④。