Question

设反应①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）  平衡常数为K₁；反应②Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）   平衡常数为K₂测得在不同温度下，K₁、K₂值如下：

温度/°C	K1	K2
500	1.00	3.5
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2mol．L^-1，CO₂转化率为

 

．
（2）反应②的焓变△H

 

0（填大于、小于、等于）．
（3）700℃反应②达到平衡，使得该平衡向右移动，其它条件不变时，可以采取的措施有

 

（填序号）
A、缩小反应器体积  B、加入水蒸气  C、升高温度到900℃D、使用合适的催化剂
（4）若反应①在体积固定的密闭容器中进行，在一定条件下达到平衡状态，改变下列条件再达平衡后，相应物质的物理量如何变化？（选填“增大”、“减小”或“不变”）
①降低温度，CO₂的平衡浓度

 

；②再通入CO₂，CO₂的转化率

 

．
（5）下列图1像符合反应①的是

 

（填序号）（图中v是速率，φ为混合其中CO含量，T为温度）
（6）根据题中表格数据，在图2中画出反应②在500℃、900℃下的图象

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素

专题：

分析：（1）根据平衡常数计算；
（2）由表中数据可知，温度越高平衡常数K₂越小，所以平衡向逆反应进行，升高温度平衡向吸热方向移动，由此判断；
（3）反应②反应前后气体体积不变，压强、催化剂不能使平衡移动，可通过改变温度、浓度使平衡向正反应移动；
（4）①由表中数据可知，温度越高平衡常数K₁越大，所以平衡向正反应进行，升高温度平衡向吸热方向移动，即正反应为吸热反应，所以降低温度平衡向逆反应移动，据此解答；
②再通入CO₂，等效为原平衡增大压强，反应前后气体体积不变，平衡不移动，转化率不变；
（5）反应①反应前后气体体积不变，正反应为吸热反应，据此分析判断；
（6）反应②温度越高，平衡常数K₂越小，所以平衡向逆反应进行，平衡时氢气的体积分数减小，温度越高反应速率越快，到达平衡时间越短，据此作图．

解答： 解：（1）反应①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），500℃反应①的平衡常数为K₁=1，根据平衡常数的表达式可知，平衡时CO₂与CO的浓度相等，CO₂起始浓度为2mol．L^-1，根据C原子守恒，所以平衡时c（CO₂）=c（CO）

1

2

×2mol．L^-1=1mol．L^-1，
所以CO₂转化率为

2mol/L-1mol/L

2mol/L

×100%=50%，
故答案为：50%；
（2）由表中数据可知，温度越高反应②平衡常数K₂越小，所以平衡向逆反应进行，升高温度平衡向吸热方向移动，所以反应②正反应为放热反应，即△H＜0，
故答案为：小于；
（3）由（2）分析知反应②正反应为放热反应，且反应前后气体体积不变．
A、缩小反应器体积，增大压强，平衡不移动，故A错误；
B、加入水蒸气，反应物的浓度增加，平衡向正反应移动，故B正确；
C、该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应进行，故C错误；
D、使用合适的催化剂，缩短到达平衡时间，平衡不移动．故D错误．
故答案为：B；
（4）①由表中数据可知，温度越高平衡常数K₁越大，所以升高温度平衡向正反应进行，升高温度平衡向吸热方向移动，即正反应为吸热反应，所以降低温度平衡向逆反应移动，CO₂的平衡浓度增大，
故答案为：增大；
②再通入CO₂，等效为原平衡增大压强，反应前后气体体积不变，平衡不移动，转化率不变，
故答案为：不变；
（5）由表中数据可知，温度越高平衡常数K₁越大，所以升高温度平衡向正反应进行，升高温度平衡向吸热方向移动，即正反应为吸热反应，且反应①反应前后气体体积不变．
A、处于交点时，正逆速率相等，反应处于平衡状态，当温度高于交点温度，平衡向正反应移动，说明图象表示正反应为吸热反应，符合温度变化对反应①的影响，故A正确；
B、在最高点时，反应处于平衡状态，当温度高于最高点对应的温度，CO的含量降低，平衡向逆反应移动，说明图象表示正反应为放热反应，故B错误；
C、到达平衡时间越短，速率越快，温度越高，所以T₁＞T₂，温度越高，CO的含量越低，平衡向逆反应移动，说明图象表示正反应为放热反应，故C错误．
故答案为：A；
（6）反应②温度越高，平衡常数K₂越小，所以平衡向逆反应进行，平衡时氢气的体积分数减小．温度越高反应速率越快，到达平衡时间越短．所以反应②在不同温度下的图象为：
，
故答案为：．

点评：本题考查化学平衡移动、平衡常数等问题，题目难度中等，作图注意含量与到达平衡时间的关系．