Question

在密闭容器中进行反应①Fe(s)+C0₂(g) FeO(s)+CO(g) ΔH₁=akJ·mol^一
反应②2CO(g)+0₂(g) 2C0₂(g) △H₂="b" kJ·mol^-
反应③2Fe(s)+0₂(g) 2FeO(s)△H₃
（1） △H₃=          (用含a、b的代数式表示)。
（2）反应①的化学平衡常数表达式K=           ，已知500℃时反应①的平衡常数K=1．0，在此温度下2 L密闭容器中进行反应①，Fe和C0₂的起始量均为2．0 mol，达到平衡时CO₂的转化率为              ，CO的平衡浓度为               。
（3）将上述平衡体系升温至700℃，再次达到平衡时体系中CO的浓度是C0₂浓度的两倍，则a          0(填“>”、“<”或“=”)。为了加快化学反应速率且使体系中CO的物质的量增加，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．再通入CO₂    c．升高温度    D．使用合适的催化剂
（4）下列图像符合反应①的是         (填序号)(图中V是速率、φ为混合物中CO含量，T为温度)。

Answer 1

（1）（2a+b）kJ?mol?¹
（2）c（CO）/c(CO₂)    50%    0.5mol?L?¹
（3） >  BC   （4）C

试题分析：（1）根据盖斯定律，?H₃=2?H₁+?H₂=（2a+b）kJ?mol?¹
（2）反应①中Fe和FeO为固体，不计入平衡常数表达式，所以反应①的化学平衡常数表达式K= c（CO）/c(CO₂)；设CO₂的转化浓度为X，则Fe(s)+C0₂(g) FeO(s)+CO(g)
起始浓度（mol?L?¹）             1                0      
转化浓度（mol?L?¹）             x                x
平衡浓度（mol?L?¹）           1—x               x
根据平衡常数，x÷（1—x）=1.0，解得x=0.5mol?L?¹,CO的平衡浓度为0.5mol?L?¹；则CO₂的转化率为0.5mol?L?¹ ÷0.5mol?L?¹×100%=50%。
（3）升温至700℃，再次达到平衡时体系中CO的浓度是C0₂浓度的两倍，平衡向正反应方向移动，为吸热反应，所以a > 0；A、因为该反应气体的系数不变，缩小反应器体积，平衡不移动，CO的物质的量不变，错误；B、再通入CO₂，反应物浓度增大，加快化学反应速率且使体系中CO的物质的量增加，正确；C、升高温度，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，CO的物质的量增加，正确；D、使用合适的催化剂只能加快反应速率，CO的物质的量不变，错误。
（4）A、根据该图像可知升高温度，平衡向逆反应方向移动移动，与反应①不符合；B、平衡后再升高温度，CO的含量减小，平衡向逆反应方向移动移动，与反应①不符合；C、T1反应速率快，说明T₁ > T₂，T₁时CO的平衡浓度大，说明温度升高，平衡向正反应方向移动，与反应不符合。