Question

【題目】化學(xué)反應(yīng)原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。

（1）已知：3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+4CO2(g) △H1=-47kJ/mol；

Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) △H2=-14kJ/mol。

則Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=________。

（2）煤化工行業(yè)中常常通過研究不同溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)來解決各種實(shí)際問題。將等體積的CO和H2O(g)通入一恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示。

溫度／℃	400	500	800
平衡常數(shù)K	9.94	9	1

① 該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=_______，該反應(yīng)的正反應(yīng)是_______（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。

② 若反應(yīng)在800℃時(shí)進(jìn)行, CO和H2O(g)的起始濃度均為0.020 mol·L-1，則該條件下，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為_________。

③ 下列措施中能夠提高CO轉(zhuǎn)化率的是______（填字母）

a．降低溫度 b．加入催化劑 c．增加CO的濃度 d.加入H2O(g)

Answer 1

【答案】 -25 kJ· mol-1 放熱 50% ad

【解析】(1)已知：①3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+4CO2(g) △H1=-47kJ/mol；②Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) △H2=-14kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律可知，由①×+②×得Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ，則△H=(-47kJ/mol)×+(-14kJ/mol)×=-25 kJ·mol-1 ；

(2)①)①根據(jù)CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)，可知：K=；溫度升高K值減小，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

②對于反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)，
開始(mol/L)：0.02 0.02 0 0
變化(mol/L)： c c c c
平衡(mol/L)：0.02-c 0.02-c c c

所以=1，解得：c=0.01，則該條件下，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%=50%；

③a．降低溫度平衡正向移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率提高，故a正確；b．加入催化劑，反應(yīng)速率改變，但平衡不移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率不變，故b錯(cuò)誤；c．增加CO的濃度，平衡正向移動(dòng)，但CO的轉(zhuǎn)化率反而降低，故c錯(cuò)誤；d.加入H2O(g)，平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化提高，故d正確；答案為ad。