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） ΔH>0，1 100 ℃時，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和CO的濃度與時間的關(guān)系如圖所示。

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝____________。

（2）下列措施中能使平衡常數(shù)K增大的是__________（填序號）

A．升高溫度 B．增大壓強(qiáng) C．充入一定量CO D．降低溫度

（3）8 min內(nèi)，CO的平均反應(yīng)速率v（CO）＝____________mol·L－1·min－1。

（4）1 100 ℃時，2 L的密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達(dá)到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容器	甲	乙
反應(yīng)物投入量	3 mol Fe、2 mol CO2	4 mol FeO、3 mol CO
CO的濃度（mol·L－1）	c1	c2
CO2的體積分?jǐn)?shù)	φ1	φ2
體系壓強(qiáng)（Pa）	p1	p2
氣態(tài)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率	α1	α2

①下列說法正確的是____________。

A．2c1＝3c2 B．φ1＝φ2 C．p1<p2 D．α1＝α2

②求c1＝____________、φ1＝____________、α2＝____________。

Answer 1

【答案】（1）（2）A（3）0.0625

（4）①BC ②0.67 mol·L－1；33.3% ；33.3%

【解析】

試題分析：（1）Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），依據(jù)平衡常數(shù)概念書寫，注意固體和純液體不寫入表達(dá)式，表達(dá)式為：K= 。

（2）平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨濃度壓強(qiáng)等因素變化，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升溫平衡時K增大；A．升高溫度，平衡正向進(jìn)行，平衡常數(shù)增大，故A正確；B．增大壓強(qiáng)，平衡不動，平衡常數(shù)不變，故B錯誤；C．充入一定量CO，平衡逆向進(jìn)行，但平衡常數(shù)不變，故C錯誤；D．降低溫度，平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減小，故D錯誤。故答案為：A；

（3）依據(jù)圖象分析，8分鐘內(nèi)，一氧化碳濃度變化0.5mol/L，CO的平均反應(yīng)速率v（CO）=△c/△t=0.5mol/L÷8min=0.0625mol/Lmin。故答案為：0.0625；

（4）①依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，反應(yīng)前后氣體體積不變，加入2molCO2，加入3mol CO，相當(dāng)于加入3molCO2，平衡時氣體體積分?jǐn)?shù)相同，物質(zhì)的量不同，壓強(qiáng)不同，氣體物質(zhì)的量大的容器中壓強(qiáng)大，起始量不同，平衡濃度、轉(zhuǎn)化率不同。A．達(dá)到平衡狀態(tài)，一氧化碳的濃度關(guān)系為：3c1=2c2，故A錯誤；B．反應(yīng)物和生成物都是一種，平衡常數(shù)相同，所以達(dá)到平衡狀態(tài)二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)相同，φ1=φ2，故B正確；C．乙容器中氣體物質(zhì)的量大于甲容器，所以達(dá)到平衡狀態(tài)p1＜p2，故C正確；D．起始量不同，甲容器正向進(jìn)行，乙容器逆向進(jìn)行，反應(yīng)前后氣體體積不變，氣態(tài)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不相同，故D錯誤。故答案為：BC；

②圖象分析反應(yīng)在1100°C反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.50/0.25=2

甲容器中設(shè)反應(yīng)的二氧化碳濃度為x

Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），

起始量（mol/L）1 0

變化量（mol/L）x x

平衡量（mol/L）1-x x

K=x/（1-x）=2，解得x=2/3mol/L

平衡狀態(tài)一氧化碳的濃度=2/3mol/L=0.67mol/L，

CO2的體積分?jǐn)?shù)φ1=（1-x）/1×100%=1/3×100%=33.3%；

乙容器中溫度和甲容器相同，平衡常數(shù)相同，所以二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)φ2=φ1 =33.3%。

故答案為：0.67molL-1 33.3% 33.3%。