Question

設反應①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）  平衡常數為K₁；反應②Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）   平衡常數為K₂測得在不同溫度下，K₁、K₂值如下：

溫度/°C	K1	K2
500	1.00	3.5
700	1.47	2.26
900	2.40	1.60

（1）若500℃時進行反應①，CO₂起始濃度為2mol．L^-1，CO₂轉化率為

 

．
（2）反應②的焓變△H

 

0（填大于、小于、等于）．
（3）700℃反應②達到平衡，使得該平衡向右移動，其它條件不變時，可以采取的措施有

 

（填序號）
A、縮小反應器體積  B、加入水蒸氣  C、升高溫度到900℃D、使用合適的催化劑
（4）若反應①在體積固定的密閉容器中進行，在一定條件下達到平衡狀態，改變下列條件再達平衡后，相應物質的物理量如何變化？（選填“增大”、“減小”或“不變”）
①降低溫度，CO₂的平衡濃度

 

；②再通入CO₂，CO₂的轉化率

 

．
（5）下列圖1像符合反應①的是

 

（填序號）（圖中v是速率，φ為混合其中CO含量，T為溫度）
（6）根據題中表格數據，在圖2中畫出反應②在500℃、900℃下的圖象

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素

專題：

分析：（1）根據平衡常數計算；
（2）由表中數據可知，溫度越高平衡常數K₂越小，所以平衡向逆反應進行，升高溫度平衡向吸熱方向移動，由此判斷；
（3）反應②反應前后氣體體積不變，壓強、催化劑不能使平衡移動，可通過改變溫度、濃度使平衡向正反應移動；
（4）①由表中數據可知，溫度越高平衡常數K₁越大，所以平衡向正反應進行，升高溫度平衡向吸熱方向移動，即正反應為吸熱反應，所以降低溫度平衡向逆反應移動，據此解答；
②再通入CO₂，等效為原平衡增大壓強，反應前后氣體體積不變，平衡不移動，轉化率不變；
（5）反應①反應前后氣體體積不變，正反應為吸熱反應，據此分析判斷；
（6）反應②溫度越高，平衡常數K₂越小，所以平衡向逆反應進行，平衡時氫氣的體積分數減小，溫度越高反應速率越快，到達平衡時間越短，據此作圖．

解答： 解：（1）反應①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），500℃反應①的平衡常數為K₁=1，根據平衡常數的表達式可知，平衡時CO₂與CO的濃度相等，CO₂起始濃度為2mol．L^-1，根據C原子守恒，所以平衡時c（CO₂）=c（CO）

1

2

×2mol．L^-1=1mol．L^-1，
所以CO₂轉化率為

2mol/L-1mol/L

2mol/L

×100%=50%，
故答案為：50%；
（2）由表中數據可知，溫度越高反應②平衡常數K₂越小，所以平衡向逆反應進行，升高溫度平衡向吸熱方向移動，所以反應②正反應為放熱反應，即△H＜0，
故答案為：小于；
（3）由（2）分析知反應②正反應為放熱反應，且反應前后氣體體積不變．
A、縮小反應器體積，增大壓強，平衡不移動，故A錯誤；
B、加入水蒸氣，反應物的濃度增加，平衡向正反應移動，故B正確；
C、該反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應進行，故C錯誤；
D、使用合適的催化劑，縮短到達平衡時間，平衡不移動．故D錯誤．
故答案為：B；
（4）①由表中數據可知，溫度越高平衡常數K₁越大，所以升高溫度平衡向正反應進行，升高溫度平衡向吸熱方向移動，即正反應為吸熱反應，所以降低溫度平衡向逆反應移動，CO₂的平衡濃度增大，
故答案為：增大；
②再通入CO₂，等效為原平衡增大壓強，反應前后氣體體積不變，平衡不移動，轉化率不變，
故答案為：不變；
（5）由表中數據可知，溫度越高平衡常數K₁越大，所以升高溫度平衡向正反應進行，升高溫度平衡向吸熱方向移動，即正反應為吸熱反應，且反應①反應前后氣體體積不變．
A、處于交點時，正逆速率相等，反應處于平衡狀態，當溫度高于交點溫度，平衡向正反應移動，說明圖象表示正反應為吸熱反應，符合溫度變化對反應①的影響，故A正確；
B、在最高點時，反應處于平衡狀態，當溫度高于最高點對應的溫度，CO的含量降低，平衡向逆反應移動，說明圖象表示正反應為放熱反應，故B錯誤；
C、到達平衡時間越短，速率越快，溫度越高，所以T₁＞T₂，溫度越高，CO的含量越低，平衡向逆反應移動，說明圖象表示正反應為放熱反應，故C錯誤．
故答案為：A；
（6）反應②溫度越高，平衡常數K₂越小，所以平衡向逆反應進行，平衡時氫氣的體積分數減小．溫度越高反應速率越快，到達平衡時間越短．所以反應②在不同溫度下的圖象為：
，
故答案為：．

點評：本題考查化學平衡移動、平衡常數等問題，題目難度中等，作圖注意含量與到達平衡時間的關系．