Question

【題目】一定條件下鐵可以和CO2發(fā)生反應(yīng)Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g) 一定溫度下，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體，反應(yīng)過程中CO2氣體和CO氣體的濃度與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。

（1）t1時(shí)，正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為ν正______ν逆(填“>”“<”或“=”)；

（2）4分鐘內(nèi)，CO2的轉(zhuǎn)化率為__________；CO的平均反應(yīng)速率v(CO)＝__________________；

（3）下列條件的改變能減慢其反應(yīng)速率的是______________(選填序號(hào))

①降低溫度 ②減少鐵粉的質(zhì)量 ③保持壓強(qiáng)不變，充入He使容器的體積增大 ④保持體積不變，充入He使體系壓強(qiáng)增大

（4）下列描述能說明上述反應(yīng)已達(dá)平衡的是__________________(選填序號(hào))

①v(CO2)＝v(CO)

②單位時(shí)間內(nèi)生成n molCO2的同時(shí)生成n mol CO

③ 容器中氣體壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化

④容器中氣體的平均分子量不隨時(shí)間而變化

Answer 1

【答案】 ＞ 71.4％ 0.125mol·L-1·min-1 ①③ ②④

【解析】

分析圖像：CO2初始濃度為0.7mol/L，CO初始濃度為0，反應(yīng)開始后CO2濃度逐漸減小，CO濃度逐漸增大，到第4min時(shí)都保持不變。開始正反應(yīng)速率V正最大，逆反應(yīng)速率V逆=0，第4min時(shí)V正=V逆，反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)。根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征和影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素來作答。

(1)由題意可知初始只投入了反應(yīng)物，從正反應(yīng)開始直到第4min建立平衡狀態(tài)，在此過程中正反應(yīng)速率始終大于逆反應(yīng)速率，最后正、逆反應(yīng)速率相等。從圖像上看，t1時(shí)的點(diǎn)處于建立平衡的過程中，所以V正>V逆；

(2)4mim內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率==71.4%；

4min內(nèi)CO濃度增加了0.5mol/L，CO的平均反應(yīng)速率v(CO)＝ ；

(3)根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素①降低溫度，減慢反應(yīng)速率，①符合題干要求；②因鐵粉是固體，固體物質(zhì)的濃度幾乎不隨取用量的改變而變化，所以減少鐵粉的質(zhì)量，濃度沒有變化，反應(yīng)速率不變，②不符合題干要求；③保持壓強(qiáng)不變，充入He使容器的體積增大，CO和CO2的濃度將減小，反應(yīng)速率減小，③符合題干要求；④保持體積不變，充入He使體系壓強(qiáng)增大，CO和CO2的濃度沒有變化，反應(yīng)速率不變，④不符合題干要求。答案選①③；

(4)①v(CO2)＝v(CO)，不能確定正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率的相對(duì)大小，所以不能確定反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，①不符合題意；②單位時(shí)間內(nèi)生成n molCO2表示逆反應(yīng)速率v(CO2)逆，單位時(shí)間內(nèi)生成n mol CO表示正反應(yīng)速率v(CO)逆，“單位時(shí)間內(nèi)生成n molCO2的同時(shí)生成n mol CO”，則v(CO2)逆：v(CO)逆=1:1，等于CO2、CO化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，即正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率，反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，②符合題意；③在溫度和容積一定時(shí)，壓強(qiáng)與氣體分子數(shù)成正比，由反應(yīng)式Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)可知，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，所以反應(yīng)過程中氣體壓強(qiáng)一直沒有變化，即壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，③項(xiàng)不符合題意；④氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量=，盡管氣體物質(zhì)的量一直保持不變，但氣體CO、CO2的質(zhì)量一直在變化，所以氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量一直在變化，所以容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化可以說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，④項(xiàng)符合題意；答案②④。