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

又知不同温度下，K1、K2值如下：

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

（1）若500℃时进行反应①，CO2起始浓度为2 mol·L1，2 min后建立平衡，则CO2转化率为_________，用CO表示的化学反应速率为____________。

（2）900℃时进行反应③，其平衡常数K3为___________（填具体数值），焓变ΔH_____0（填“＞”“=”或“＜”），若已知该反应仅在高温时正反应自发进行，则ΔS_____0（填“＞”“=”或“＜”）。

（3）下列图像符合反应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。）

Answer 1

【答案】（1）50% 0.5 mol·L1·min1

（2）1.50 ＞ ＞ （3）BC

【解析】（1）若500℃时进行反应①，根据“三段式”，可得

Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)

初始浓度（mol·L1） 2 0

变化浓度（mol·L1） x x

平衡浓度（mol·L1） 2x x

K==1，解得x=1，转化率=×100%=50%，用CO表示的反应速率为= 0.5 mol·L1·min1；

（2）由题意得，①②=③。900℃进行反应③，其平衡常数K3为=1.5，与500℃（）时相比，平衡常数增大，焓变ΔH＞0，若已知该反应仅在高温时正反应自发进行，根据自由能公式ΔG=ΔHTΔS＜0，则ΔS＞0。

（3）由表中K2数值变化可知，升高温度K2减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，则升高温度，平衡向逆反应方向移动，A错误。由图可知，最高点到达平衡，温度升高，混合物中H2的体积百分含量减小，则平衡向逆反应方向进行，B正确。由图可知，温度T2先到达平衡，故T1＜T2，升高温度平衡逆向移动，H2的体积百分含量减小，C正确；正反应速率应随温度升高而增大，D错误。