Question

【題目】（1）反應Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)　ΔH1，平衡常數為K1；反應Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)　ΔH2，平衡常數為K2；在不同溫度時K1．K2的值如下表：

	700 ℃	900 ℃
K1	1.47	2.15
K2	2.38	1.67

①反應CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH的平衡常數為K，則ΔH＝_________________(用ΔH1和ΔH2表示)，K＝________(用K1和K2表示)，且由上述計算可知，反應CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)是___________________反應(填“吸熱”或“放熱”)。

②能判斷CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)達到化學平衡狀態的依據是_______(填字母)。

A．容器中壓強不變　　 B．混合氣體中c(CO)不變

C．v正(H2)＝v逆(H2O) 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，發生反應：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)　ΔH>0，CO2的濃度與時間的關系如圖所示。

①用CO表示的化學反應速率為_________________________，該反應平衡常數的表達式為______________________________，該條件下反應的平衡常數為______；若鐵粉足量，CO2的起始濃度為2.0 mol·L－1，則平衡時CO2的濃度為______mol·L－1。

②下列措施中能使平衡時增大的是________(填字母)。

A．升高溫度 B．增大壓強

C．充入一定量的CO2 D．再加入一定量鐵粉

Answer 1

【答案】△H1－△H2K1/K2吸熱BC0.1mol·L－1·min-1k=[CO]/[CO2]2.01.33A

【解析】

（1）①據已知熱化學方程式，利用蓋斯定律解答；據化學平衡常數表達式分析；

②根據化學平衡狀態的特征解答，當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態；

（2）①依據平衡常數概念寫出，用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物平衡濃度的冪次方乘積得到平衡常數表達式，代入圖上數據即可求K；據K求算二氧化碳的平衡濃度；

②c(CO)/c(CO2)是該反應的平衡常數表達式，平衡常數隨溫度變化，結合平衡移動原理分析判斷．

（1）①已知①反應Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)　ΔH1，平衡常數為K1；②反應Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)　ΔH2，平衡常數為K2；據蓋斯定律，①-②得：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)△H=△H1－△H2；反應的K=[CO]·[H2O]/[CO2]·[H2]，K1=[CO]/[CO2]，K2=[H2]/[H2O]，所以K=K1/K2；K1隨溫度的升高而增大，K2隨溫度升高而減小，則K隨溫度升高而增大，說明正反應吸熱；

②A、反應前后氣體體積不變，容器中壓強始終不變，故A錯誤；

B、CO濃度不變，說明各氣體濃度都不再變化，反應達到平衡狀態，故B正確；

C、v正（H2）=v正（H2O）=v逆（H2O），正逆反應速率相等，但不為0，故C正確；

D、c（CO2）=c（CO）可能是平衡狀態，也可能不是，與各物質的初始濃度及轉化率有關，故D錯誤；

故選BC；

(2)①用CO表示的化學反應速率為v(CO)=v(CO2)=(1.5-0.5)mol·L－1/10min=0.1mol·L－1·min-1，該反應平衡常數的表達式為k=[CO]/[CO2]; 據圖分析平衡時二氧化碳和CO的濃度分別為0.5mol·L－1和1mol·L－1，K=[CO]/[CO2]=1.0mol·L－1/0.5mol·L－1=2.0；若CO2的起始濃度為2.0mol·L－1，據方程式可知，反應的二氧化碳的濃度與生成CO濃度相等，設為xmol·L－1，則平衡時二氧化碳濃度為（2.0-x）mol·L－1，K=[CO/[CO2]=x/(2.0-x)=2.0，x=4/3=1.33；

②平衡常數隨溫度變化，不隨濃度壓強等因素變化，反應是吸熱反應，升溫平衡時K增大；

A．升高溫度，平衡正向進行，平衡常數增大，故A正確；

B．增大壓強，平衡不動，平衡常數不變，故B錯誤；

C．充入一定量CO2，平衡正向進行，但平衡常數不變，故C錯誤；

D．再加入一定量鐵粉，平衡不移動，平衡常數不變，故D錯誤；

故選A．