Question

已知Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）　K₁…①
Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）  K₂…②
H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）  K₃…③
又已知不同溫度下，K₁、K₂值如下：

溫度℃	K1	K2
500	1.00	3.15
700	1.47	2.26
900	2.5	2.00

（1）若500℃時(shí)進(jìn)行反應(yīng)①，CO₂起始濃度為1.6mol?L^-1，4分鐘后建立平衡，用CO表示的反應(yīng)速率為

 

．
（2）900℃進(jìn)行反應(yīng)③，其平衡常數(shù)K₃為

 

（求具體數(shù)值），焓變△H

 

0（填“＞”、“=”或“＜”），若已知該反應(yīng)僅在高溫時(shí)正反應(yīng)自發(fā)，則△S

 

0（填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）下列圖象符合反應(yīng)②的是

 

（填序號(hào)）（圖中v是速率，φ為混合物中H₂的體積百分含量）．

Answer 1

考點(diǎn)：反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）利用已知濃度和平衡常數(shù)，求算平衡時(shí)二氧化碳的濃度，在求速率；
（2）K₁=

[CO]

[CO2]

，K₂=

[H2]

[H2O]

，K₃=

[CO]?[H2O]

[H2]?[CO2]

，依據(jù)反應(yīng)①②的平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)③的平衡常數(shù)，據(jù)此解答；
（3）反應(yīng)②是反應(yīng)前后氣體體積不變的放熱反應(yīng)，據(jù)此分析．

解答： 解：（1）K₁=

[CO]

[CO2]

=1，說明CO和二氧化碳的平衡濃度相等，CO₂起始濃度為1.6mol?L^-1，所以平衡濃度為0.8mol/L，v（CO）=

0.8mol/L

4min

=0.2mol/（L?min），故答案為：0.2mol/（L?min）；
（2）K₁=

[CO]

[CO2]

，K₂=

[H2]

[H2O]

，K₃=

[CO]?[H2O]

[H2]?[CO2]

，依據(jù)反應(yīng)①②的平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)③的平衡常數(shù)，K₃=

K1

K2

=

2.5

2

=1.25；K₁隨溫度升高而增大，K₂隨溫度升高而減小，所以K₃隨溫度升高而增大，說明正反應(yīng)吸熱，△H＞0；當(dāng)△H-T△S＜0時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)能夠自發(fā)，且△H＞0，則△S＞0，故答案為：1.25；＞；＞；
（3）反應(yīng)②是反應(yīng)前后氣體體積不變的放熱反應(yīng)，
A、隨溫度升高正逆反應(yīng)速率都增大，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，故A錯(cuò)誤；
B、隨溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，氫氣的體積分?jǐn)?shù)減小，故B正確；
C、T₂＞T₁，溫度越高達(dá)到平衡所用時(shí)間越短，升溫平衡逆向移動(dòng)，氫氣體積分?jǐn)?shù)越小，故C正確；
D、Fe是固態(tài)，其物質(zhì)的量的增加對反應(yīng)速率無影響，故D正確；
故選BCD．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件、平衡速率圖象問題，題目難度中等．