Question

在密閉容器中進行反應(yīng)①Fe（s）+C0₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H₁=akJ?mol^-反應(yīng)②2CO（g）+0₂（g）?2C0₂（g）△H₂=b kJ?mol^-反應(yīng)③2Fe（s）+0₂（g）?2FeO（s）△H₃
（1）△H₃=

 

（用含a、b的代數(shù)式表示）．
（2）反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)表達式K=

 

，已知500℃時反應(yīng)①的平衡常數(shù)K=1.0，在此溫度下2L密閉容器中進行反應(yīng)①，F(xiàn)e和C0₂的起始量均為2.0mol，達到平衡時CO₂的轉(zhuǎn)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(xué)反應(yīng)速率且使體系中CO的物質(zhì)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(yīng)器體積    B．再通入CO₂    c．升高溫度    D．使用合適的催化劑
（4）下列圖象符合反應(yīng)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

考點：化學(xué)平衡的計算,反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到所需讓化學(xué)方程式，得到反應(yīng)焓變；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達到平衡時各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫反應(yīng)①的平衡常數(shù)，注意固體不需要寫出；
令平衡時參加反應(yīng)的二氧化碳的物質(zhì)的量為xmol，利用三段式表示出平衡時各組分的物質(zhì)的量，氣體的化學(xué)計量數(shù)都為1，前后氣體的物質(zhì)的量相等，用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)計算x的值，再利用轉(zhuǎn)化率定義計算二氧化碳的轉(zhuǎn)化率；
根據(jù)參加反應(yīng)的二氧化碳的物質(zhì)的量計算生成的CO的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=

n

V

計算c（CO）；
（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，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)移動，據(jù)此判斷a值的符號，根據(jù)平衡移動原理進行分析解答；
（4）A、由圖可知，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動，故圖象表示正反應(yīng)放熱反應(yīng)，結(jié)合反應(yīng)①的熱效應(yīng)判斷；
B、由圖可知，最高點到達平衡，溫度升高，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反應(yīng)進行，故圖象表示正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，結(jié)合反應(yīng)①的熱效應(yīng)判斷；
C、由圖可知，溫度T₁先到達平衡，故溫度T₁＞T₂，溫度T₁到達平衡時，混合物中CO的含量增大，平衡向正反應(yīng)進行，故圖象表示正反應(yīng)為吸熱熱反應(yīng)，結(jié)合反應(yīng)①的熱效應(yīng)判斷．

解答： 解：（1）①Fe（s）+C0₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H₁=akJ?mol^-1
②2CO（g）+0₂（g）?2C0₂（g）△H₂=b kJ?mol^-
③2Fe（s）+0₂（g）?2FeO（s）△H₃
由蓋斯定律①×2+②得到：2Fe（s）+0₂（g）?2FeO（s）△H₃=（2a+b）kJ?mol^-1，
故答案為：（2a+b）kJ?mol^-1；
（2）反應(yīng)Fe（s）+CO₂（g）═FeO（s）+CO（g）的平衡常數(shù)K=

c(CO)

c(CO2)

，
令平衡時參加反應(yīng)的二氧化碳的物質(zhì)的量為xmol，則：
           Fe（s）+CO₂（g）═FeO（s）+CO（g）
開始（mol）：2                  0
變化（mol）：x                  x
平衡（mol）：2-x                 x
所以

x

2-x

=1，解得x=1，
故二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為

1mol

2mol

×100%=50%，
故CO的平衡濃度c（CO）=

1mol

2L

=0.5mol/L，
故答案為：

c(CO)

c(CO2)

；50%；0.5mol/L；
（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，對于反應(yīng)①，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)移動，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)進行，故a＞0，
A．該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，縮小反應(yīng)器體積，壓強增大，平衡不移動，故A不符合；
B．通入CO₂ ，濃度增大，平衡向正反應(yīng)移動，故B符合；
C．該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度到900℃，平衡向正反應(yīng)移動，故C符合；
D．使用合適的催化劑，加快反應(yīng)速率，平衡不移動，故D不符合；
故答案為：＞；BC； 
（4）A、由圖可知，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動，故圖象表示正反應(yīng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)①正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，圖象與實際不相符合，故A錯誤；
B、由圖可知，最高點到達平衡，溫度升高，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反應(yīng)進行，故圖象表示正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)①正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，圖象與實際不相符，故B錯誤；
C、由圖可知，溫度T₁先到達平衡，故溫度T₁＞T₂，溫度T₁到達平衡時，混合物中CO的含量增大，平衡向正反應(yīng)進行，故圖象表示正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)①正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，圖象與實際相符，故C正確；
故答案為：C．

點評：本題目綜合性較大，涉及反應(yīng)速率計算、平衡常數(shù)、化學(xué)平衡計算、影響反應(yīng)速率與化學(xué)平衡移動的因素、蓋斯定律與反應(yīng)熱的計算等，難度中等．