Question

【题目】铁是生产生活中应用最广泛的金属，炼铁技术备受关注，已知：
①2Fe2O3（s）+3C（s）4Fe（s）+3CO2（g）△H=+460.5KJmol﹣1
②Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g）△H=﹣28.5KJmol﹣1
③断裂1mol CO（s）气体中的化学键需要吸收1076KJ的能量
断裂1mol CO2（s）气体中的化学键需要吸收1490KJ的能量
请回答：
（1）断裂1mol C（s）中所有化学键需要吸收的能量为 ．
（2）T1℃时，向密闭容器中加入一定量的Fe2O3和C，发生反应①，达到平衡后，CO2的浓度为a molL﹣1；其他条件不变，缩小容器容积，再次达到平衡时，CO2的浓度为b molL﹣1 ， 则a（选填“＞”“＜”或“=”）b．
（3）起始温度均为T2℃时，向容积为10L的三个恒容密闭容器中，分别加入一定量的Fe2O3和CO发生反应②，测得相关数据如表所示：

编号	容器	起始时物质的量 mol		平衡时物质的量/mol	平衡常数（K）
		Fe2O3	CO	Fe
1	恒温	0.5	1.5	0.8	K1
2	恒温	2	3	m	K2
3	绝热	1	1.5	n	K3

①T2℃时，容器1中反应的平衡常数K1= ．
②容器2中，5min达到平衡，则0～5min内以CO2表示该反应的速率v（CO2）= ．
③对于三个容器中的反应，下列说法正确的是（填选项字母）．
A．m＞2n
B．容器1和容器2中CO的平衡转化率v1＜v2 ．
C．K1=K3
D．平衡时气体压强：P3＞P1
（4）T2℃时，向恒压密闭容器中充入0.5mol Fe2O3和1.0mol CO，发生反应②，CO和CO2的物质的量浓度（c）与时间（t）的关系如图1所示．

①6min时，改变的外界条件未 ， 理由为 ．
②10min时，再向容器中加入1 mol Fe2O3、1 mol CO、1 mol Fe、1 mol CO2、起始的反应速率v（正）（选填“＞”“＜”或“=”）v（逆）．
（5）CO﹣O2熔融盐燃料电池的装置如图2所示，电池工作时，C口产生的气体一部分通入B口被利用，另一部分被分离出来，若导线中流过2mole﹣ ， 理论上C口被分离出的气体的物质的量最多为 ．

Answer 1

【答案】
（1）834.5kJ
（2）=
（3）64；0.048mol/（L?min）；CD
（4）升温；升温，平衡逆向移动，CO浓度增大，CO2浓度减小；＜
（5）1mol
【解析】解：（1）根据盖斯定律，将①× ﹣②× 得：C（s）+CO2（g）=2CO（g）△H= + =172.5kJmol﹣1 ． 设断裂1mol C（s）中所有化学键需要吸收的能量为x，则：x=2×1076kJ﹣1490kJ+172.5kJ=834.5kJ，所以答案是：834.5kJ（2）平衡常数只与温度有关，T1℃时，K=c（CO2）=amol/L，故其他条件不变，缩小容器容积，再次达到平衡时，CO2的浓度为b molL﹣1 ， k=b molL﹣1 ， 故a=b，
所以答案是：=（3）①依据反应②热化学方程式计算；

	Fe2O3（s）+	3CO（g）		2Fe（s）+	3CO2（g）	△H=﹣28.5KJmol﹣1
起始量（mol）	0.5	1.5		0	0
变化量（mol）	0.4	1.2		0.8	1.2
平衡量（mol）	0.1	0.3		0.8	1.2

K1= = =64
②设5min达到平衡时CO2的物质的量为xmol

	Fe2O3（s）+	3CO（g）		2Fe（s）+	3CO2（g）	△H=﹣28.5KJmol﹣1
起始量（mol）	2	3		0	0
变化量（mol）	x/3	x		2x/3	x
平衡量（mol）	2﹣x/3	3﹣x		2x/3	x

K2=K1= =64=
解得：x=2.4mol
v（CO2）= =0.048mol/（Lmin），
所以答案是：0.048mol/（Lmin）；
③A．m＞2n，错误，分析如下：

	Fe2O3（s）+	3CO（g）		2Fe（s）+	3CO2（g）	△H=﹣28.5KJmol﹣1
起始量（mol）	2	3		0	0
变化量（mol）	m /3	m		2 m /3	m
平衡量（mol）	2﹣m/3	3﹣m		2 m /3	m

K2=K1= =64=
解得：m=2.4mol

	Fe2O3（s）+	3CO（g）		2Fe（s）+	3CO2（g）	△H=﹣28.5KJmol﹣1
起始量（mol）	1	1.5		0	0
变化量（mol）	n/3	n		2n/3	n
平衡量（mol）	1﹣n/3	1.5﹣n		2n/3	n

K2=K1= =64=
解得：n=1.2mol，故A错误；
B．容器1和容器2中CO的平衡转化率v1＜v2 ， 错误，根据①②的数据分析如下：
v1= ×100%=80%；v2= ×100%=80%；故B错误；
C．K1=K3 ， 因温度相同，平衡常数不变，故C正确；
D．平衡时气体压强：P3＞P1 ， 因n=1.2mol＞0.8mol，故D正确．
故选CD．（4）①依据勒夏特列原理，升温，平衡逆向移动，CO浓度增大，CO2浓度减小，
所以答案是：升温；升温，平衡逆向移动，CO浓度增大，CO2浓度减小；
②已知10min时，c（CO2）=0.08mol/L，c（CO）=0.12mol/L，则该温度下的平衡常数K= = = ．
由图可知容器的体积V= =5L，则增加c（CO）= =0.2mol/L，c（CO2）= =0.2mol/L．

	Fe2O3（s）+	3CO（g）		2Fe（s）+	3CO2（g）
起始量（mol/L）		0.12+0.2			0.08+0.2

浓度商Q= = ＞ ，反应逆向进行，故v（正）＜v（逆）．
所以答案是：＜；（5）设产生xmolCO2 ， 根据2CO+O2═2CO2得关系式：2e﹣～CO2 ． 则x=1mol，
所以答案是：1mol．
【考点精析】认真审题，首先需要了解化学平衡状态本质及特征(化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）)，还要掌握化学平衡的计算(反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%)的相关知识才是答题的关键．