Question

Ⅰ、在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生反应：
Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）．已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：

温度/℃	1 000	1 150	1 300
平衡常数	64.0	50.7	42.9

请回答下列问题：
该反应的平衡常数表达式K=

K=

c3(CO3)

c3(CO)

，△H

＜

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
Ⅱ、工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化．他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应．相关数据如下：

容器编号	起始时各物质物质的量/mol				达到平衡的时间/min	达平衡时体系能量的变化/kJ
	CO	H2O	CO2	H2
①	1	4	0	0	t1		放出热量：32.8kJ
②	2	8	0	0	t2		放出热量：Q

（1）容器①中反应达平衡时，CO的转化率为

80%

．
（2）计算容器②中反应的平衡常数K=

1

．
（3）下列叙述正确的是

a

（填字母序号）．
a．平衡时，两容器中H₂的体积分数相等
b．容器②中反应达平衡状态时，Q＞65.6kJ
c．反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等
d．容器①中，化学反应速率为：v（H₂O）=

4

Vt1

mol/（L?min）

Answer 1

分析：Ⅰ、根据化学平衡常数的表达式完成，注意固体在平衡常数中不表示；根据表中温度升高，平衡常数的变化判断焓变；
Ⅱ、（，1）依据反应①热量变化结合热化学方程式计算消耗一氧化碳物质的量计算转化率；
（2）反应②和反应①在相同温度下进行，平衡常数不变，依据化学平衡三段式计算平衡浓度，结合平衡常数概念计算得到；
（3）a、反应前后气体体积不变，反应①②是相同平衡分析判断；
b、反应是可逆反应不能进行彻底；
c、反应起始浓度不同反应速率不同；
d、反应速率是单位时间内反应物浓度减小计算得到．

解答：解：Ⅰ、在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生反应：Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g），该反应的平衡常数表达式为：K=

c3(CO3)

c3(CO)

；
从表中数据可知，温度升高，平衡常数减小，说明化学平衡向着逆向移动，正反应为放热反应，△H＜0，
故答案为：K=

c3(CO3)

c3(CO)

；＜；
Ⅱ、（1）依据反应①热化学方程式计算，
              CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol
起始量（mol）  1      4         0        0        41KJ
变化量（mol） 0.8   0.8        0.8      0.8      32.8KJ
平衡量（mol）0.2    3.2        0.8      0.8
一氧化碳平衡转化率=

0.8mol

1mol

×100%=80%，
故答案为：80；
（2）反应①②在相同温度下进行，平衡常数相同，依据（2）结合平衡常数概念计算=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)c(H2O)

=

0.8mol 2L × 0.8mol 2L

0.2mol 2L × 3.2mol 2L

=1，
故答案为：1；
（3）a、反应前后气体体积不变，反应①②是相同平衡，平衡时，两容器中H₂的体积分数相等，故a正确；
b、反应是可逆反应不能进行彻底，容器②中反应达平衡状态时，Q=65.6kJ；故b错误；
c、反应起始浓度不同，反应速率不同，故c错误；
d、反应速率是单位时间内反应物浓度减小计算，容器①中，反应的化学反应速率为v（H₂O）=

0.8mol VL

t1min

=

0.8

Vt1

mol/L?min，故d错误；
故答案为：a．

点评：本题考查反应能量变化，盖斯定律计算应用，化学平衡的影响因素分析判断，题目难度中等，平衡判断和平衡常数的计算是解题关键，有利于培养学生的逻辑推理能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力．