Question

【题目】红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)是重要的化工原料，工业上用铬铁矿(主要成分是FeO·Cr2O3)制备红矾钠的过程中会发生如下反应：

4FeO(s)＋4Cr2O3(s)＋8Na2CO3(s)＋7O2(g) 8Na2CrO4(s)＋2Fe2O3(s)＋8CO2(g)　ΔH<0

(1)如图为上述反应的浓度—时间图像，由图像判断反应进行至t2时刻时，改变的条件是_________________________，如图为上述反应的速率—时间图像，表示上述反应在t1时达到平衡， 在t2时因改变某个条件而使曲线发生变化。由图判断，t2时刻曲线变化的原因可能是________(填写序号)。

a．升高温度 b．加催化剂

c．通入O2 d．缩小容器体积

(2)工业上可利用上述反应的副产物CO2来生产甲醇：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。

①一定温度下，在容积为1L的密闭容器中，充入2 mol CO2和4 mol H2，一段时间后达到平衡，测得CH3OH的物质的量浓度为1mol/L，则该温度下此反应的平衡常数为_________，某时刻测得CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量分别为2mol，1mol，1mol，1mol，则这一时刻v(正)___________v(逆)

②在T1温度时，将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭容器中，充分反应达到平衡后，CO2转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为_______________。

Answer 1

【答案】降低温度 b 1 > (2－α)∶2

【解析】

（1）由图可知，t2时改变条件瞬间CO2、O2浓度都不变化，不能是改变CO2、O2浓度与压强，t2秒后O2浓度降低，CO2的浓度增大，说明改变条件平衡向正反应方向移动，该反应为放热反应，若为改变温度则应为降低温度平衡向正反应方向移动；由图象可知，改变外界条件时，同等程度地加快了正、逆反应速率。加入催化剂能同等程度地加快正、逆反应速率；对于反应前后气体体积不变的反应，增大压强时，正逆反应速率也是同等程度地加快，但该反应是气体体积增大的反应，符合的只有b，答案选b；

(2) ① CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)

开始时的浓度（mol/L） 2 4 0 0

改变的浓度（mol/L） 1 3 1 1

平衡时的浓度（mol/L）1 1 1 1

故该温度下此反应的平衡常数为，某时刻测得CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量分别为2mol，1mol，1mol，1mol，则,平衡正向移动，v(正)>v(逆)；

②CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，则平衡时CO2、H2、CH3OH、H2O变化的物质的量分别是αmol、3αmol、αmol、αmol，故平衡时它们的物质的量分别是(1－α) mol、(3－3α) mol、αmol、αmol，故平衡时气体的总物质的量是(4－2α) mol，所以此时的压强与起始压强之比为＝=(2－α)∶2。