Question

鐵是一種重要的金屬，它的單質及化合物有著各自的性質．一定條件下鐵可以和CO₂發生反應：Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），已知該反應的平衡常數（K）與溫度（T）的關系如圖所示：
（1）如果該反應的平衡常數K值變大，該反應______  （選填編號）．
a．一定向逆反應方向移動      b．在平衡移動時正反應速率先增大后減小
c．一定向正反應方向移動      d．在平衡移動時逆反應速率先減小后增大
（2）如果上述反應在體積不變的密閉容器中發生，當反應達到平衡時，（選填編號）______．
a．容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化     b． v（CO）=v（CO₂）
c．容器中氣體的密度不隨時間而變化           d．通入稀有氣體能提高反應的速率
（3）請用上述反應中某種氣體的有關物理量來說明該反應處于不平衡狀態：
①______②______
（4）若反應的容器容積不變且為2.0L，反應時間5.0min，容器內氣體的密度減小了0.80g/L，在這段時間內CO₂的平均反應速率為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）反應的平衡常數K值變大說明平衡正向進行，依據影響條件分析平衡移動方向；
（2）依據化學平衡標志是正逆反應速率相同，各組分含量保持不變分析；
（3）反應未達到化學平衡，說明正反應速率和逆反應速率不同，混合物中各成分含量發生變化分析回答；
（4）依據反應前后質量變化計算反應的二氧化碳的物質的量，結合化學反應速率計算得到．
解答：解：（1）反應的平衡常數K值變大說明平衡正向進行；
a．向逆反應方向移動，平衡常數或減小，故a錯誤；
b．平衡正向進行，隨生成物濃度增大，在平衡移動時正反應速率先增大后減小，最后達到平衡，故b正確；
c．平衡常數K值變大，一定向正反應方向移動，故c正確；
d．在平衡移動時逆反應速率先減小后增大，是逆向進行，故d錯誤；
故答案為：bc；  
（2）體積不變的密閉容器中發生反應，Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），
a．反應前后氣體體積不變，平衡移動氣體質量變化，容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化 說明反應達到平衡，故a正確；
b．反應達到平衡時，一氧化碳和二氧化碳生成速率相同，v（CO）=v（CO₂），故b正確；
c．反應前后氣體體積不變，平衡移動氣體質量變化，容器中氣體的密度不隨時間而變化，說明反應達到平衡；故c正確；
d．通入稀有氣體增大壓強，氣體分壓不變，平衡不變，不能提高反應的速率，故d錯誤；
故答案為：abc；
（3）對一種氣體物質的消耗速率和生成速率不同，說明反應未達到平衡，或含量發生變化說明未達到平衡；
故答案為：CO或（CO₂）的生成速率與消耗速率不相等；CO（或CO₂）的質量改變；
（4）若反應的容器容積不變且為2.0L，反應時間5.0min，容器內氣體的密度減小了0.80g/L，氣體質量減小了2.0L×0.80g/L=1.6g，依據反應Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），氣體質量減少16g，反應的二氧化碳物質的量為1mol，所以氣體質量減少1.6g，反應的二氧化碳0.1mol，所以二氧化碳的反應速率==0.010mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.010 mol?L^-1?min^-1．
點評：本題考查化學平衡影響因素的分析判斷，平衡常數的概念應用，平衡標志是判斷依據，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．