Question

反應①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）+akJ；
反應②CO（g）+O₂（g）?CO₂（g）+bkJ．
測得在不同溫度下，反應①的平衡常數(shù)K值隨溫度的變化如表所示：

溫度/℃	500	700	900
K	1.00	1.47	2.40

（1）反應①的化學平衡常數(shù)表達式為______，a______0（填“大于”、“小于”或“等于”）． 在500℃2L密閉容器中進行反應①，CO₂起始量為4mol，其轉(zhuǎn)化率為50%，則CO的平衡濃度為______．
（2）700℃反應①達到平衡，要使該平衡向右移動，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．通入CO₂ C．升高溫度到900℃D．使用合適的催化劑
（3）圖象符合反應①的是______（填序號）（圖中v是速率、φ為混合物中CO含量，T為溫度且T₁＞T₂）．

（4）由反應①和②可求得，反應2Fe（s）+O₂（g）?2FeO（s）+Q 的Q=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）化學平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫反應①的平衡常數(shù)，注意固體不需要寫出；由表中數(shù)據(jù)可知，對于反應①，溫度越高平衡常數(shù)越大，說明升高溫度平衡向正反應移動，據(jù)此判斷a值的符號；依據(jù)化學平衡，計算轉(zhuǎn)化的二氧化碳物質(zhì)的量和生成的一氧化碳物質(zhì)的量，依據(jù)c=計算濃度；
（2）根據(jù)平衡移動原理進行分析解答；
（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，結(jié)合反應①的熱效應判斷；
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，平衡向逆反應進行，故圖象表示正反應為放熱反應，結(jié)合反應①的熱效應判斷；
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的含量降低，平衡向逆反應進行，故圖象表示正反應為放熱反應，結(jié)合反應①的熱效應判斷；
（4）根據(jù)蓋斯定律，2（①+②）可得2Fe（s）+O₂（g）═2FeO（s），反應熱也進行相應的運算；
解答：解：解：（1）反應Fe（s）+CO₂（g）═FeO（s）+CO（g）的平衡常數(shù)k=；由表中數(shù)據(jù)可知，對于反應①，溫度越高平衡常數(shù)越大，說明升高溫度平衡向正反應移動，升高溫度平衡向吸熱反應進行，故a＞0，
平衡時參加反應的二氧化碳的物質(zhì)的量為4mol×50%=2mol，則：
           Fe（s）+CO₂（g）═FeO（s）+CO（g）
開始（mol）：4                  0
變化（mol）：2                  2
平衡（mol）：2                  2
平衡后一氧化碳濃度c（CO）==1mol/L；
故答案為：；大于；1mol/L；
（2）A．該反應前后氣體的物質(zhì)的量不變，縮小反應器體積，壓強增大，平衡不移動，故A不符合；
B．通入CO₂ ，濃度增大，平衡向正反應移動，故B符合；
C．該反應正反應是吸熱反應，升高溫度到900℃，平衡向正反應移動，故C符合；
D．使用合適的催化劑，加快反應速率，平衡不移動；
故答案為：BC；
（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①正反應是吸熱反應，圖象與實際相符合，故A正確；
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，平衡向逆反應進行，故圖象表示正反應為放熱反應，反應①正反應是吸熱反應，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正反應是吸熱反應，圖象與實際不相符，故C錯誤；
故答案為：A；
（4）已知：①Fe（s）+CO₂（g）═FeO（s）+CO（g）△H₁=a kJ?mol^-1，
反應②CO（g）+1/2O₂（g）═CO₂（g）△H₂=b kJ?mol^-1
由蓋斯定律，2（①+②）得2Fe（s）+O₂（g）═2FeO（s），故△H₃=2（a kJ?mol^-1+b kJ?mol^-1）=2（a+b）kJ?mol^-1，
故答案為：2（a+b）kJ?mol^-1；
點評：本題目綜合性較大，涉及反應速率計算、平衡常數(shù)、化學平衡計算、影響反應速率與化學平衡移動的因素、蓋斯定律與反應熱的計算等，難度中等．