Question

8．有可逆反應(yīng)Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），已知在溫度938K時(shí)，平衡常數(shù)K=1.5，在1173K時(shí)，K=2.2．
（1）能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是BC（雙選，填序號(hào)）．
A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不變了  B．c（CO）不變了   C．v_正（CO₂）=v_逆（CO）  D．c（CO₂）=c（CO）
（2）該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱（選填“吸熱”、“放熱”）反應(yīng)．
（3）寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$．若起始時(shí)把Fe和CO₂放入體積固定的密閉容器中，CO₂的起始濃度為2.0mol/L，某溫度時(shí)達(dá)到平衡，此時(shí)容器中CO的濃度為1.0mol/L，則該溫度下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.0（保留二位有效數(shù)字）．
（4）若該反應(yīng)在體積固定的密閉容器中進(jìn)行，在一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài)，如果改變下列條件，反應(yīng)混合氣體中CO₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如何變化（選填“增大”、“減小”、“不變”）．①升高溫度減�。虎谠偻ㄈ隒O不變．
（5）該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖：①從圖中看到，反應(yīng)在t₂時(shí)達(dá)平衡，在t₁時(shí)改變了某種條件，改變的條件可能是（填序號(hào)）A．（單選）
A．升溫    B．增大CO₂濃度
②如果在t₃時(shí)從混合物中分離出部分CO，t₄～t₅時(shí)間段反應(yīng)處于新平衡狀態(tài)，請(qǐng)?jiān)趫D上畫出t₃～t₅的V（逆）變化曲線

Answer 1

分析 （1）化學(xué)平衡的特征是正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的百分含量保持不變，然后根據(jù)具體的化學(xué)方程式逐一判斷；
（2）根據(jù)溫度變化對(duì)化學(xué)平衡常數(shù)的影響判斷該反應(yīng)是吸熱還是放熱；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式及反應(yīng)方程式寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式；根據(jù)二氧化碳和一氧化碳的濃度計(jì)算出平衡常數(shù)；
（4）根據(jù)影響化學(xué)平衡常數(shù)的因素進(jìn)行分析；
（5）①根據(jù)右圖t₁時(shí)刻，反應(yīng)速率突然增大以及逆反應(yīng)速率后來逐漸增大最后不變；
②根據(jù)分離出部分CO，逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率瞬間不變畫出t₃～t₅的v（逆）變化曲線．

解答 解：（1）A、因反應(yīng)前后氣體的體積相同，容器內(nèi)壓強(qiáng)不能作為達(dá)到平衡的標(biāo)志，故A錯(cuò)誤；
B、c（CO）不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故B正確；
C、v_正（CO₂）=v_逆（CO ），正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度不再變化，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故C正確；
D、c（CO₂）=c（CO），不能判斷不能判斷正逆反應(yīng)速率相等，無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；
故選：BC；
（2）在溫度938K時(shí)，平衡常數(shù)K=1.5，在1173K時(shí)，K=2.2，溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)增大，說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
故答案為：吸熱；
（3）由可逆反應(yīng)Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$；CO₂的起始濃度為2.0mol/L，某溫度時(shí)達(dá)到平衡，此時(shí)容器中CO的濃度為1.0mol/L，則反應(yīng)消耗的二氧化碳的濃度為：1.0mol/L，達(dá)到平衡時(shí)二氧化碳濃度為1.0mol/L，則該溫度下的平衡常數(shù)為：K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$=$\frac{1.0mol/L}{1.0mol/L}$=1.0，
故答案為：K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$；1.0；
（4）①該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向著正向移動(dòng)，二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)減小，
故答案為：減�。�
②再通入CO，由于壓強(qiáng)不影響化學(xué)平衡，達(dá)到平衡時(shí)各組分的含量不變，
故答案為：不變；
（5）A．升溫，正、逆反應(yīng)速率突然增大，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成物的濃度增大，逆反應(yīng)速率增大，最后不變，故A正確；
B．增大CO₂的濃度，正反應(yīng)速率突然增大，逆反應(yīng)速率瞬間不變，故B錯(cuò)誤；
故選：A；
②如果在t₃時(shí)從混合物中分離出部分CO，逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率瞬間不變，平衡向著正向移動(dòng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成物的濃度逐漸增大，逆反應(yīng)速率逐漸增大，最后不變，如圖所示：，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡的影響因素等知識(shí)，題目難度較大，本題是一道化學(xué)反應(yīng)速率與平衡的綜合題，注意掌握平衡常數(shù)的含義、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法．