Question

【题目】运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义．
（1）已知： O2（g）═ O2+（g）+ e﹣△H1=+587.9kJ/mol K1
PtF6（g）+e﹣═PtF6﹣（g）△H2=﹣771.1kJ/mol K2
O2+PtF6﹣（s）═O2+（g）+PtF6﹣（g）△H3=+482.2kJ/mol K3
则反应O2（g）+PtF6（g）═O2+PtF6﹣（s）的△H= ， K=（用K1、K2、K3表示）
（2）一定条件下，铁可以和CO2发生反应：Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），已知该反应的平衡常数K 与温度T 的关系如图甲所示．

①T℃、p Pa压强下的密闭容器中进行反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 ．
a．混合气体的平均相对分子质量不再变化
b．容器内压强不再变化
c．v正（CO2）=v逆 （FeO）
d．CO2的体积分数不再变化
②T1温度下，向体积为VL的密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2 ， 达到平衡时则CO2的平衡转化率为；反应过程中体系的能量（增多或降低）
③T2温度下，恒容密闭容器中，反应过程中测定CO和CO2物质的量与时间的关系如图乙所示．则T1T2（填＞、＜或=），CO2的平衡转化率为 ， 平衡时混合气体的密度与起始时气体的密度之比为 ．

Answer 1

【答案】
（1）﹣77.5kJ/mol；
（2）ad；50%；增多；＞；66.7%；25：33
【解析】解：（1）已知：① O2（g）═ O2+（g）+ e﹣△H1=+587.9kJ/mol K1②PtF6（g）+e﹣═PtF6﹣（g）△H2=﹣771.1kJ/mol K2
③O2+PtF6﹣（s）═O2+（g）+PtF6﹣（g）△H3=+482.2kJ/mol K3
根据盖斯定律：①×2÷②﹣③可得O2（g）+PtF6（g）═O2+PtF6﹣（s），△H=﹣77.5kJ/mol，K= ；
所以答案是：﹣77.5kJ/mol； ；（2）①Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），反应前后是气体体积不变的放热反应，
a、反应前后气体物质的量不变，气体质量发生变化，混合气体的平均相对分子质量不再变化，说明反应达到平衡状态，a正确；
b、反应前后气体体积不变，容器内压强始终不发生变化，不能说明反应达到平衡状态，故b错误；
c、氧化亚铁是固体，不能表示反应速率，故c错误；
d、随着反应的进行，CO2的量减少，当体积分数不再变化达平衡状态，故d正确；
所以答案是：ad；
②T1温度下，向体积为V L的密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2 ， 平衡常数为1，设二氧化碳起始量为x，变化量为y，
Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），
起始量 x 0
变化量 y y
平衡量 x﹣y y
平衡常数K= =1，解得 =0.5=50%；反应放热，反应过程体系能量增多；
所以答案是：50%；增多；
③根据图乙，设反应容器容积为V L，则K2= =2，反应放热，化学平衡常数增大，说明反应温度降低，T1＞T2；T2温度下，设反应容器容积为V L，平衡常数为2，设二氧化碳起始量为a，变化量为b，
Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），
起始量 a 0
变化量 b b
平衡量 a﹣b b
平衡常数K= =2，解得： = =66.7%；平衡时混合气体的密度与起始时气体的密度之比为气体摩尔质量之比 ：44=25：33；
所以答案是：＞； 66.7%； 25：33．
【考点精析】解答此题的关键在于理解反应热和焓变的相关知识，掌握在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热，以及对化学平衡的计算的理解，了解反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．