Question

【题目】I. 已知：

反应Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g）的平衡常数为K1；

反应Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g）的平衡常数为K2。

在不同温度时K1、K2的值如下表：

温度（绝对温度）	K1	K2
973	1.47	2.38
1173	2.15	1.67

（1）推导反应CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）的平衡常数K与K1、K2的关系式：___________，判断该反应是___________反应（填“吸热”或“放热”）。

II. T1温度下，体积为 2L的恒容密闭容器，加入4.00molX，2.00molY，发生化学反应 2X(g)+Y(g)3M(g)+N(s) △H<0。部分实验数据如表格所示。

t/s	0	500	1000	1500
n(X)/mol	4.00	2.80	2.00	2.00

（2）前500s反应速率v(M)＝____________，该反应的平衡常数K＝_____________。

（3）该反应达到平衡时某物理量随温度变化如下图所示。纵坐标可以表示的物理量有哪些_____。

a．Y的逆反应速率 b．M的体积分数

c．混合气体的平均相对分子质量 d．X的质量分数

（4）反应达到平衡后，若再加入3.00molM，3.00molN，下列说法正确的是_____。

A．平衡不移动

B．重新达平衡后，M的体积分数小于50%

C．重新达平衡后，M的物质的量浓度是原平衡的1．5倍

D．重新达平衡后，Y的平均反应速率与原平衡相等

E．重新达平衡后，用X表示的v(正)比原平衡大

（5）若容器为绝热恒容容器，起始时加入4.00molX，2.00molY，则达平衡后M的物质的量浓度_____1.5mol/L(填“>”、“=”或“<”)。

Answer 1

【答案】K=K1/K2 吸热 1.8×10－3mol/(L·s) 6.75 bd ACE <

【解析】

（1）由①Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g）的平衡常数为K1；

②Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g）的平衡常数为K2，

结合盖斯定律可知，①-②得到CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g），且表中 ，可知升高温度K增大。

（2）根据速率计算公式求解；根据平衡常数定义求解；

（3）反应是正反应气体体积不变的放热反应，升温平衡逆向移动；

（4）根据反应2X（g）+Y（g）3M（g）+N（s）可知，该反应是气体体积不变的反应，若再加入3.00molM，3.00molN，折算成X、Y相当于再加入2molX和1molY，由于N是固体，N的加入对平衡没有影响，所以再加入3.00molM，3.00molN后，反应达到平衡时与原平衡为等效平衡，由于是体积为2L的恒容密闭容器，所以达到新平衡时，气体浓度为原平衡的1.5倍。

（5）若容器为绝热恒容容器，反应放出的热量使体系温度升高，平衡逆向进行；

（1）由①Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g）的平衡常数为K1；

②Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g）的平衡常数为K2，

结合盖斯定律可知，①-②得到CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g），则平衡常数K与K1、K2的关系式为K=K1/K2，且表中 ，可知升高温度K增大，即升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应。

（2）前500s反应速率v（M）=3v（X）/2= =1.8×10-3mol/（L·s）；

数据分析可知1000°C反应达到平衡状态，X物质的量为2mol，

2X（g）+Y（g）3M（g）+N（s）

起始量（mol·L－1） 2 1 0 0

变化量（mol·L－1） 1 0.5 1.5 0.5

平衡量（mol·L－1） 1 0.5 1.5

平衡常数K=1．53/(12×0.5)=6.75。

（3）2X（g）+Y（g）3M（g）+N（s）△H＜0，反应是正反应气体体积不变的放热反应，升温平衡逆向移动；

a．图象分析可知，温度越高，平衡逆向进行，Y的逆反应速率增大，不符合图象变化，故a错误；

b．温度越高，平衡逆向进行，M的体积分数减小，图象符合，故b正确；

c．温度越高，平衡逆向进行，气体质量增大，气体的物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量随温度升高增大，图象变化不符合，故c错误；

d．图象分析可知，温度越高，平衡逆向进行，气体总质量增大，X的质量分数减小，故d正确；

故答案为：b d；

（4）根据反应2X（g）+Y（g）3M（g）+N（s）可知，该反应是气体体积不变的反应，若再加入3.00molM，3.00molN，折算成X、Y相当于再加入2molX和1molY，由于N是固体，N的加入对平衡没有影响，所以再加入3.00molM，3.00molN后，反应达到平衡时与原平衡为等效平衡，由于是体积为2L的恒容密闭容器，所以达到新平衡时，气体浓度为原平衡的1.5倍，

A、根据上面的分析可知，两个平衡为等效平衡，故A正确；

B、由于两个平衡为等效平衡，M转化率不变，故B错误；

C、根据上面的分析可知，重新达到平衡后，M的物质的量浓度是原平衡的1.5倍，故C正确，

D、由于压强增大，所以反应速率都增大，故D错误；

E、由于压强增大，用X表示的v（正）比原平衡大，故E正确；

故选ACE，

（5）若容器为绝热恒容容器，反应放出的热量使体系温度升高，平衡逆向进行，达平衡后M的物质的量浓度小于1.5mol·L－1。