Question

一定条件下铁可以和CO₂发生反应：Fe(s)＋CO₂(g)FeO(s)＋CO(g)　ΔH>0，1 100 ℃时，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO₂气体，反应过程中CO₂和CO的浓度与时间的关系如图所示。

(1)该反应的平衡常数表达式K＝________。

(2)下列措施中能使平衡常数K增大的是________(填序号)

A．升高温度　                         B．增大压强

C．充入一定量CO　                    D．降低温度

(3)8 min内，CO的平均反应速率v(CO)＝________mol·L^－1·min^－1。

(4)1 100 ℃时，2 L的密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：

容器	甲	乙
反应物投入量	3 mol Fe、2 mol CO2	4 mol FeO、3 mol CO
CO的浓度(mol·L－1)	c1	c2
CO2的体积分数	φ1	φ2
体系压强(Pa)	p1	p2
气态反应物的转化率	α1	α2

①下列说法正确的是________。

A．2c₁＝3c₂　                          B．φ₁＝φ₂

C．p₁<p₂　                             D．α₁＝α₂

②求c₁＝________、φ₁＝________、α₂＝________。

Answer 1

解析　(1)平衡常数表达式中不能出现固体物质的浓度，则K＝＝＝2。(2)平衡常数只受温度的影响，由于该反应为吸热反应，所以升温，能增大平衡常数。(3)求平均反应速率时，应用浓度的变化值除以时间，即v(CO)＝＝0.062 5 mol·L^－1·min^－1。(4)由图像可计算平衡常数，K＝＝＝2。①A项，温度相同，则甲、乙两容器中反应的平衡常数相同，即＝，由此可得，c₁<c_2,3c₁＝2c₂，错误；B项，由于该反应为等体积反应，改变CO或CO₂的浓度，相当于改变压强，平衡不移动，所以φ₁＝φ₂，正确；C项，因为乙中气体分子数多，所以p₁<p₂，正确；D项，由于平衡是从不同途径建立的，所以α₁＋α₂＝1，错误。②K＝＝2，解得c₁≈0.67 mol·L^－1。φ₁＝×100%≈33.3%。容器乙中平衡常数K′＝＝＝，c(CO₂)＝0.5 mol·L^－1。则容器乙中的CO的转化率α₂＝×100%≈33.3%。

答案　(1)　(2)A　(3)0.062 5　(4)①BC

②0.67 mol·L^－1　33.3%　33.3%