Question

红矾钠（重铬酸钾：Na₂Cr₂O₇.2H₂O）是重要的化工原料，工业上用铬铁矿（主要成分是FeO．Cr₂O₃）制备红矾钠的过程中会发生如下反应：4FeO．Cr₂O₃（S）+8Na₂CO₃+7O₂?8Na₂CrO₄（s）+2Fe₂O₃（s）+8CO₂
△H＜0
（1）请写出上述反应的化学平衡常数表达式：K=

 

（2）如图1，图2表示上述反应在t₂时达到平衡，在t₂时因改变某个条件而发生变化的曲线．由图1判断反应进行至t₂时，曲线发生变化的原因是

 

用文字表述）；由图2判断，t₂到t₃的曲线变化的原因可能是

 

（填写序号）
a、升高温度  b、加了催化剂c、通入O₂ d、缩小容器体积

（3）工业生可用上述反应的副产物CO₂来生产甲醇，为测定反应速率，进行了如下实验，在体积为1L的密闭容
器中，充入1molCO₂和3molH₂，在500℃下发生反应：CO₂（g）+3H₂?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ．mol^-1测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化曲线如图3所示．从反应开始到建立平衡，二氧化碳的平均反应速率v（CO₂）=

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）化学平衡常数K=

生成物平衡浓度幂次方乘积

反应物平衡浓度幂次方乘积

，固态和纯液体不列入；
（2）影响平衡移动的因素只有温度、浓度、压强，据图1可知，CO₂浓度增大，O₂浓度减小，说明平衡正向移动；图2中，t₂到t₃的曲线变化说明平衡没有移动，只是反应速率加快，据影响反应速率的因素和平衡移动的因素分析；
（3）根据图象中二氧化碳的变化来计算反应速率．

解答： 解：（1）化学平衡常数K=

生成物平衡浓度幂次方乘积

反应物平衡浓度幂次方乘积

，反应4FeO?Cr₂O₃（s）+8Na₂CO₃（s）+7O₂?8Na₂CrO₄（s）+2Fe₂O₃（s）+8CO₂的平衡常数表达式为：K=

c8(CO2)

c7(O2)

，故答案为：

c8(CO2)

c7(O2)

；
（2）据图1可知，CO₂浓度逐渐增大，O₂浓度逐渐减小，说明平衡正向移动，正反应放热，只能是降温；图2中，t₂到t₃的曲线变化说明平衡没有移动，只是反应速率加快，升温平衡逆向移动，加入氧气平衡正向移动，缩小容器体积平衡逆向移动，只能是加入了催化剂；
故答案为：对平衡体系降温；b；
（3）图象可知，二氧化碳反应速率=

1.0mol/L-0.25mol/L

10min

=0.075mol/L；
故答案为：0.075mol/L；

点评：本题结合图象考查了化学平衡常数表达式、影响平衡移动和化学反应速率的因素，题目难度中等，注意分析图象．