Question

一定条件下铁可以和CO₂发生反应：Fe（s）+CO₂（g）=FeO（s）+CO（g）△H＞0，1100℃时，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO₂气体，反应过程中CO₂气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示．
（1）下列措施中能使平衡时K增大的是

 

（填序号）；
A．升高温度    B．增大压强   C．充入一定量CO  D．降低温度
（2）8分钟内，CO的平均反应速率v（CO）=

 

mol/（L?min）；
（3）1100℃时，2L的密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如表

容器	甲	乙
反应物投入量	3mol Fe、2mo lCO2	4mol FeO、3mol CO
CO的浓度（mol?L-1）	c1	c2
CO2的体积分数	φ1	φ2
体系压强（Pa）	P1	P2
气态反应物的转化率	a1	a2

①下列说法正确的是

 

；
A．2c₁=3c₂     B．φ₁=φ₂    C．P₁＜P₂    D．a₁=a₂
②求c₁=

 

、φ₁=

 

、a₂=

 

．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,等效平衡

专题：化学平衡专题

分析：（1）平衡常数随温度变化，结合平衡移动原理分析判断；
（2）8分钟内，一氧化碳难度变化0.5mol/L，依据V=

△c

△t

计算CO的平均反应速率；
（3）Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），反应是气体体积不变的吸热反应，
①依据图表数据分析，反应前后气体体积不变，加入2molCO₂，加入3mol CO，相当于加入3molCO₂，的平衡状态，气体物质条件分数相同，物质的量不同，压强不同，气体物质的量大的容器中压强大，起始量不同，平衡浓度、转化率不同；
②依据题干计算平衡常数，结合化学平衡三段式列式计算．

解答： 解：（1）平衡常数随温度变化，不随浓度压强等因素变化，反应是吸热反应，升温平衡时K增大；
A．升高温度，平衡正向进行，平衡常数增大，故A正确；
B．增大压强，平衡不动，平衡常数不变，故B错误；
C．充入一定量CO，平衡逆向进行，但平衡常数不变，故C错误；
D．降低温度，平衡逆向进行，平衡常数减小，故D错误；
故答案为：A；
（2）依据图象分析，8分钟内，一氧化碳浓度变化0.5mol/L，CO的平均反应速率v（CO）=

0.5mol/L

8min

=0.0625mol/L?min；
故答案为：0.0625；
（3）①依据图表数据分析，反应前后气体体积不变，加入2molCO₂，加入3mol CO，相当于加入3molCO₂，平衡时气体体积分数相同，物质的量不同，压强不同，气体物质的量大的容器中压强大，起始量不同，平衡浓度、转化率不同；
A．达到平衡状态，一氧化碳的浓度关系为：3c₁=2c₂，故A错误；
B．反应物和生成物都是一种，平衡常数相同，所以达到平衡状态二氧化碳的体积分数相同，φ₁=φ₂，故B正确；
C．乙容器中气体物质的量大于甲容器，所以达到平衡状态p₁＜p₂，故C正确；
D．起始量不同，甲容器正向进行，乙容器逆向进行，气态反应物的转化率不同，故D错误；
故答案为：BC；　
②图象分析反应在1100°C反应的平衡常数K=

0.50

0.25

=2
甲容器中设反应的二氧化碳浓度为x，
         Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），
起始量（mol/L）  1                  0
变化量（mol/L）  x                  x
平衡量（mol/L） 1-x                 x
K=

x

1-x

=2
x=

2

3

mol/L
平衡状态CO的浓度=

2

3

（mol/L）=0.67mol/L，
CO₂的体积分数φ₁=

1-x

x

×100%=

1

3

×100%=33.3%；
乙容器中温度和甲容器相同，平衡常数相同，所以二氧化碳的体积分数φ₂=φ₁ =33.3%；
故答案为：0.67mol/L；33.3%　33.3%．

点评：本题考查化学平衡影响因素、等效平衡、化学平衡的计算，题目计算量较大，难度较大，关键是构建平衡建立的等效途径．