Question

【题目】已知

Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g) K1 ①

Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g) K2 ②

H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)K3 ③

又已知不同温度下，K1、K2值如右表：

温度/℃	K1	K2
500	1.00	3.15
700	1.47	2.26
900	2.40	1.60

（1）判断反应③达到化学平衡状态的依据是____________。

a．混合气体的平均摩尔质量不变

b．混合气体中c(CO)不变

c．v(H2O)正＝v(H2)逆

d．断裂2 mol H—O键的同时生成1 mol H—H键

（2）若500 ℃时进行反应①，CO2起始浓度为2 mol·L－1,2分钟后建立平衡，则CO2转化率为________，用CO表示的速率为________________。

（3）下列图象不符合反应②的是___________(填序号)(图中v是速率，φ为混合物中H2的体积百分含量)。

（4）900 ℃进行反应③，其平衡常数K3为____________(求具体数值)，焓变ΔH__________0(填“>”“＝”或“<”)，理由是 。

Answer 1

【答案】（1）bc（2）50%；0.5 mol·L－1·min－1（3）A

（4）1.50；>；500℃时K3=1/3.15，900℃K3=1.5，说明温度升高，平衡正向移动，K增大，正反应是吸热反应。或温度升高，K1增大，K减小，则△H1>0，则△H2<0，△H3= △H1-△H2>0。

【解析】试题分析：（1）a．由方程式可知反应③反应前后混合气体的总质量和总物质的量不变，所以平均摩尔质量不变不能作为判断达到平衡的依据，故a不正确；b．混合气体中c(CO)不变说明正逆反应速率相等，该反应已经达到了化学平衡状态，故B正确；c．该反应中水与氢气的化学计量数相等，所以v(H2O)正＝v(H2)逆说明正逆反应速率相等，该反应已经达到了化学平衡状态，故c正确；d．根据化学方程式可知，断裂2 mol H-O键的同时一定生成1 mol H-H键，与化学平衡无关，故D错误。故答案为：bc；

（2）反应Fe(s)+CO2(g)═FeO(s)+CO(g)的平衡常数k=c(CO)/c(CO2)=1，由表中数据可知，对于反应①，令平衡时参加反应的二氧化碳的物质的量浓度减小为xmol/L，则：

Fe（s）+CO2（g）═FeO（s）+CO（g）

c开始(mol/L)： 2 0

c变化(mol/L)： x x

c平衡(mol/L)： 2-x x

所以x/(2-x)=1，解得x=1，故二氧化碳的转化率为1mol/L÷2mol/L×100%=50%；

CO表示的平均速率v(CO)= 2mol/L÷2min=1mol/(Lmin)。

故答案为：50%；1mol/(Lmin)；

（3）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②正反应是放热反应，图象与实际不相符合，故A选；B．由图可知，最高点到达平衡，温度升高，混合物中氢气的含量降低，平衡向逆反应进行，故图象表示正反应为放热反应，反应②正反应是放热反应，图象与实际相符，故B不选；C．由图可知，温度T2先到达平衡，故温度T2＞T1，随温度升高达到平衡时，混合物中氢气的含量降低，平衡向逆反应进行，故图象表示正反应为放热反应，反应①正反应是放热反应，图象与实际相符，故C不选；D．由于铁为固体，其他条件不变时，增加铁的量化学反应速率基本不变，故D不选。

故答案为：A；

（4）根据勒夏特列原理可知，化学反应①-②=③，所以900℃时，K3=K1/K2=2.4÷1.6=1.5。500℃时K3=1/3.15，900℃K3=1.5，说明温度升高，平衡正向移动，K增大，正反应是吸热反应，即900℃时，△H>0。或温度升高，K1增大，K2减小，则△H1>0，则△H2<0，△H3= △H1-△H2>0。故答案为：1.50；>；500℃时K3=1/3.15，900℃K3=1.5，说明温度升高，平衡正向移动，K增大，正反应是吸热反应。或温度升高，K1增大，K减小，则△H1>0，则△H2<0，△H3= △H1-△H2>0。