Question

已知反应①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H=a kJ?mol^-1，平衡常数为K；
反应②CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H=b kJ?mol^-1；
反应③Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g）△H=c kJ?mol^-1．
测得在不同温度下，K值如下：

温度/℃	500	700	900
K	1.00	1.47	2.4

（1）若500℃时进行反应①，CO₂的起始浓度为2mol?L^-1，CO的平衡浓度为

 

．
（2）反应①为

 

（选填“吸热”或“放热”）反应．
（3）700℃时反应①达到平衡，要使该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有

 

（填序号）．
A．缩小反应器体积    B．CO₂ C．升高温度到900℃
D．使用合适的催化剂      E．增加Fe的量
（4）如图所示，图象符合反应①的是

 

（填序号）（图中v为速率，φ为混合物中CO含量，T为温度且T₁＞T₂）．

（5）由反应①和②可求得，反应2Fe（s）+O₂（g）═2FeO（s）的△H=

 

．
（6）请运用盖斯定律写出Fe固体被O₂氧化得到Fe₂O₃固体的热化学方程式

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡建立的过程,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）令平衡时CO的浓度为amol/L，表示出平衡时二氧化碳的浓度，利用平衡常数列方程计算；
（2）由表中数据可知，升高温度，平衡常数增大，反应向正反应方向移动，据此判断；
（3）根据平衡移动原理方向解答；
（4）A、由图可知，升高温度，平衡向正反应移动，故图象表示正反应吸热反应，结合反应①的热效应判断；
B、由图可知，最高点到达平衡，温度升高，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反应进行，故图象表示正反应为放热反应，结合反应①的热效应判断；
C、由图可知，温度T₁先到达平衡，故温度T₁＞T₂，温度T₁到达平衡时，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反应进行，故图象表示正反应为放热反应，结合反应①的热效应判断；
（5）根据盖斯定律，2×（①+②）可得2Fe（s）+O₂（g）═2FeO（s），反应热也进行相应的运算；
（6）依据盖斯定律结合热化学方程式计算得到；

解答： 解：（1）令平衡时CO的浓度为amol/L，由方程式可知，二氧化碳的浓度变化量为amol/L，则平衡时二氧化碳的浓度为（2-a）mol/L，500℃时平衡常数为1，则

a

2-a

=1，解得a=1，
故答案为：1mol/L；
（2）由表中数据可知，升高温度，平衡常数增大，反应向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，即a＞0，
故答案为：吸热；
（3）A．反应前后气体体积不变，缩小反应器体积，压强增大，平衡不移动，故A错误；
B．通入CO₂，平衡向正反应方向移动，故B正确；
C．升高温度到900℃，平衡常数增大，平衡向正反应方向移动，故C正确；
D．使用合适的催化剂，加快反应速率，平衡不移动，故D错误；
E、固体对平衡无影响，增加Fe的量对平衡无影响，故E错误；
故答案为：BC；
（4）A、由图可知，升高温度，平衡向正反应移动，故图象表示正反应吸热反应，反应①正反应是吸热反应，图象与实际相符合，故A正确；
B、由图可知，最高点到达平衡，温度升高，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反应进行，故图象表示正反应为放热反应，反应①正反应是吸热反应，图象与实际不相符，故B错误；
C、由图可知，温度T₁先到达平衡，故温度T₁＞T₂，温度T₁到达平衡时，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反应进行，故图象表示正反应为放热反应，反应①正反应是吸热反应，图象与实际不相符，故C错误；
故答案为：A；
（5）已知：①Fe（s）+CO₂（g）═FeO（s）+CO（g）△H=a kJ?mol^-1，
②CO（g）+1/2O₂（g）═CO₂（g）△H=b kJ?mol^-1
由盖斯定律，2×（①+②）得2Fe（s）+O₂（g）═2FeO（s），故△H=2（a kJ?mol^-1+b kJ?mol^-1）=2（a+b）kJ?mol^-1，
故答案为：2（a+b）kJ?mol^-1；
（6）①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H=a kJ?mol^-1，平衡常数为K；
②CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H=b kJ?mol^-1；
③Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g）△H=c kJ?mol^-1；
依据盖斯定律计算②×3-③得到Fe固体被O₂氧化得到Fe₂O₃固体的热化学方程式：2Fe（s）+

3

2

O₂（g）=Fe₂O₃（s）△H=（3b-c）KJ/mol；
故答案为：2Fe（s）+

3

2

O₂（g）=Fe₂O₃（s）△H=（3b-c）KJ/mol；

点评：本题目综合性较大，涉及反应速率计算、平衡常数、化学平衡计算、影响反应速率与化学平衡移动的因素、盖斯定律与反应热的计算等，难度中等．