Question

【題目】研究CO2的利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要的意義．
（1）將CO2與焦炭作用生成CO，CO可用于煉鐵等．已知：Fe2O3（s）+3C（石墨）═2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJmol﹣1
C（石墨）+CO2（g）═2CO（g）△H2=+172.5kJmol﹣1
則CO還原Fe2O3的熱化學(xué)方程式為
（2）某實(shí)驗(yàn)將CO2和H2充入一定體積的密閉容器中，在兩種不同溫度條件下反應(yīng)：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.0kJmol﹣1
測(cè)得CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如下圖所示，回答問(wèn)題：

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=；
②曲線Ⅰ、Ⅱ?qū)��?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為：KⅠKⅡ（填“＞”、“=”或“＜”）．
③下列措施中能增大CO2轉(zhuǎn)化率的是 ． （填序號(hào)）
A．升高溫度B．充入He（g）使體系壓強(qiáng)增大
C．將H2O（g）從體系中分離 D．再充入一定量CO2
④下列圖象正確且能表明在t時(shí)刻反應(yīng)一定處于平衡狀態(tài)的是 ． （填序號(hào)）

Answer 1

【答案】
（1）Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=﹣28.5 kJ?mol﹣1
（2）；＞；C；BC
【解析】解：（1）①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJmol﹣1②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJmol﹣1
依據(jù)蓋斯定律①﹣②×3得到熱化學(xué)方程式為：Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=﹣28.5kJmol﹣1；
所以答案是：Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=﹣28.5kJmol﹣1；（2）①CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）可知，K= ，所以答案是： ；②II平衡時(shí)間小于I，說(shuō)明II反應(yīng)速率大于I，且平衡時(shí)II中CH3OH的物質(zhì)的量小于I，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則只能是升高溫度，即II的溫度大于I，溫度越高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，導(dǎo)致化學(xué)平衡常數(shù)越小，所以KⅠ＞KⅡ ， 所以答案是：＞；③A．正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，二氧化碳轉(zhuǎn)化率減小，故不選；
B．充入He（g）使體系壓強(qiáng)增大，但各組分的濃度不變，平衡不移動(dòng)，故不選；
C．將H2O（g）從體系中分離，減少生成物的濃度，平衡正向移動(dòng)，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率變大，故選；
D．再充入一定量CO2 ， 平衡正向移動(dòng)，但本身的轉(zhuǎn)化率減少，故不選；故選C；④A、平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，所以不能做平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故錯(cuò)誤；
B、氣體的平均摩爾質(zhì)量不變，說(shuō)明各物質(zhì)的量不變，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故正確；
C、壓強(qiáng)不變說(shuō)明各物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故正確；
D、氣體的密度始終不變，所以不能做平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故錯(cuò)誤；故選BC．
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征和化學(xué)平衡的計(jì)算，需要了解化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無(wú)關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無(wú)論是從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）；反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%才能得出正確答案．