Question

【題目】已知

Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g) K1 ①

Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g) K2 ②

H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)K3 ③

又已知不同溫度下，K1、K2值如右表：

溫度/℃	K1	K2
500	1.00	3.15
700	1.47	2.26
900	2.40	1.60

（1）判斷反應③達到化學平衡狀態的依據是____________。

a．混合氣體的平均摩爾質量不變

b．混合氣體中c(CO)不變

c．v(H2O)正＝v(H2)逆

d．斷裂2 mol H—O鍵的同時生成1 mol H—H鍵

（2）若500 ℃時進行反應①，CO2起始濃度為2 mol·L－1,2分鐘后建立平衡，則CO2轉化率為________，用CO表示的速率為________________。

（3）下列圖象不符合反應②的是___________(填序號)(圖中v是速率，φ為混合物中H2的體積百分含量)。

（4）900 ℃進行反應③，其平衡常數K3為____________(求具體數值)，焓變ΔH__________0(填“>”“＝”或“<”)，理由是 。

Answer 1

【答案】（1）bc（2）50%；0.5 mol·L－1·min－1（3）A

（4）1.50；>；500℃時K3=1/3.15，900℃K3=1.5，說明溫度升高，平衡正向移動，K增大，正反應是吸熱反應。或溫度升高，K1增大，K減小，則△H1>0，則△H2<0，△H3= △H1-△H2>0。

【解析】試題分析：（1）a．由方程式可知反應③反應前后混合氣體的總質量和總物質的量不變，所以平均摩爾質量不變不能作為判斷達到平衡的依據，故a不正確；b．混合氣體中c(CO)不變說明正逆反應速率相等，該反應已經達到了化學平衡狀態，故B正確；c．該反應中水與氫氣的化學計量數相等，所以v(H2O)正＝v(H2)逆說明正逆反應速率相等，該反應已經達到了化學平衡狀態，故c正確；d．根據化學方程式可知，斷裂2 mol H-O鍵的同時一定生成1 mol H-H鍵，與化學平衡無關，故D錯誤。故答案為：bc；

（2）反應Fe(s)+CO2(g)═FeO(s)+CO(g)的平衡常數k=c(CO)/c(CO2)=1，由表中數據可知，對于反應①，令平衡時參加反應的二氧化碳的物質的量濃度減小為xmol/L，則：

Fe（s）+CO2（g）═FeO（s）+CO（g）

c開始(mol/L)： 2 0

c變化(mol/L)： x x

c平衡(mol/L)： 2-x x

所以x/(2-x)=1，解得x=1，故二氧化碳的轉化率為1mol/L÷2mol/L×100%=50%；

CO表示的平均速率v(CO)= 2mol/L÷2min=1mol/(Lmin)。

故答案為：50%；1mol/(Lmin)；

（3）A．由圖可知，升高溫度，平衡向正反應移動，故圖象表示正反應吸熱反應，反應②正反應是放熱反應，圖象與實際不相符合，故A選；B．由圖可知，最高點到達平衡，溫度升高，混合物中氫氣的含量降低，平衡向逆反應進行，故圖象表示正反應為放熱反應，反應②正反應是放熱反應，圖象與實際相符，故B不選；C．由圖可知，溫度T2先到達平衡，故溫度T2＞T1，隨溫度升高達到平衡時，混合物中氫氣的含量降低，平衡向逆反應進行，故圖象表示正反應為放熱反應，反應①正反應是放熱反應，圖象與實際相符，故C不選；D．由于鐵為固體，其他條件不變時，增加鐵的量化學反應速率基本不變，故D不選。

故答案為：A；

（4）根據勒夏特列原理可知，化學反應①-②=③，所以900℃時，K3=K1/K2=2.4÷1.6=1.5。500℃時K3=1/3.15，900℃K3=1.5，說明溫度升高，平衡正向移動，K增大，正反應是吸熱反應，即900℃時，△H>0。或溫度升高，K1增大，K2減小，則△H1>0，則△H2<0，△H3= △H1-△H2>0。故答案為：1.50；>；500℃時K3=1/3.15，900℃K3=1.5，說明溫度升高，平衡正向移動，K增大，正反應是吸熱反應。或溫度升高，K1增大，K減小，則△H1>0，則△H2<0，△H3= △H1-△H2>0。