Question

在密閉容器中進行反應①Fe(s)+C0₂(g) FeO(s)+CO(g) ΔH₁=akJ·mol^一
反應②2CO(g)+0₂(g) 2C0₂(g) △H₂="b" kJ·mol^-
反應③2Fe(s)+0₂(g) 2FeO(s)△H₃
（1） △H₃=          (用含a、b的代數式表示)。
（2）反應①的化學平衡常數表達式K=           ，已知500℃時反應①的平衡常數K=1．0，在此溫度下2 L密閉容器中進行反應①，Fe和C0₂的起始量均為2．0 mol，達到平衡時CO₂的轉化率為              ，CO的平衡濃度為               。
（3）將上述平衡體系升溫至700℃，再次達到平衡時體系中CO的濃度是C0₂濃度的兩倍，則a          0(填“>”、“<”或“=”)。為了加快化學反應速率且使體系中CO的物質的量增加，其他條件不變時，可以采取的措施有         (填序號)。
A．縮小反應器體積    B．再通入CO₂    c．升高溫度    D．使用合適的催化劑
（4）下列圖像符合反應①的是         (填序號)(圖中V是速率、φ為混合物中CO含量，T為溫度)。

Answer 1

（1）（2a+b）kJ?mol?¹
（2）c（CO）/c(CO₂)    50%    0.5mol?L?¹
（3） >  BC   （4）C

試題分析：（1）根據蓋斯定律，?H₃=2?H₁+?H₂=（2a+b）kJ?mol?¹
（2）反應①中Fe和FeO為固體，不計入平衡常數表達式，所以反應①的化學平衡常數表達式K= c（CO）/c(CO₂)；設CO₂的轉化濃度為X，則Fe(s)+C0₂(g) FeO(s)+CO(g)
起始濃度（mol?L?¹）             1                0      
轉化濃度（mol?L?¹）             x                x
平衡濃度（mol?L?¹）           1—x               x
根據平衡常數，x÷（1—x）=1.0，解得x=0.5mol?L?¹,CO的平衡濃度為0.5mol?L?¹；則CO₂的轉化率為0.5mol?L?¹ ÷0.5mol?L?¹×100%=50%。
（3）升溫至700℃，再次達到平衡時體系中CO的濃度是C0₂濃度的兩倍，平衡向正反應方向移動，為吸熱反應，所以a > 0；A、因為該反應氣體的系數不變，縮小反應器體積，平衡不移動，CO的物質的量不變，錯誤；B、再通入CO₂，反應物濃度增大，加快化學反應速率且使體系中CO的物質的量增加，正確；C、升高溫度，反應速率加快，平衡向正反應方向移動，CO的物質的量增加，正確；D、使用合適的催化劑只能加快反應速率，CO的物質的量不變，錯誤。
（4）A、根據該圖像可知升高溫度，平衡向逆反應方向移動移動，與反應①不符合；B、平衡后再升高溫度，CO的含量減小，平衡向逆反應方向移動移動，與反應①不符合；C、T1反應速率快，說明T₁ > T₂，T₁時CO的平衡濃度大，說明溫度升高，平衡向正反應方向移動，與反應不符合。