Question

5．已知反应Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H=akJ•mol^-1，平衡常数为K测得在不同温度下，K值如下：

温度/℃	500	700	900
K	1.00	1.47	2.40

（1）写成该反应的平衡常数表达式$\frac{[CO]}{[C{O}_{2}]}$．
（2）该反应为吸热（选填“吸热”或“放热”）反应．
（3）700℃时反应达到平衡状态，要使该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有BC（填序号）．
A．缩小反应器体积    B．通入CO₂C．升高温度到900℃D．使用合适的催化剂      E．增加Fe的量
（4）下列图象符合该反应的是A（填序号）（图中v为速率，φ为混合物中CO含量，T为温度且T₁＞T₂）．

Answer 1

分析 （1）平衡常数=$\frac{生成物平衡浓度的幂次方乘积}{反应物的平衡浓度幂次方乘积}$，注意固体和纯液体不能写入表达式；
（2）由表中数据可知，升高温度，平衡常数增大，反应向正反应方向移动，据此判断；
（3）根据平衡移动原理方向解答；
（4）A、由图可知，升高温度，平衡向正反应移动，故图象表示正反应吸热反应，结合反应①的热效应判断；
B、由图可知，最高点到达平衡，温度升高，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反应进行，故图象表示正反应为放热反应，结合反应①的热效应判断；
C、由图可知，温度T₁先到达平衡，故温度T₁＞T₂，温度T₁到达平衡时，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反应进行，故图象表示正反应为放热反应，结合反应①的热效应判断；

解答 解：（1）反应Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H=akJ•mol^-1，固体不写入平衡常数表达式，则平衡常数K=$\frac{[CO]}{[C{O}_{2}]}$，
故答案为：$\frac{[CO]}{[C{O}_{2}]}$；
（2）由表中数据可知，升高温度，平衡常数增大，反应向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，即a＞0，
故答案为：吸热；
（3）A．反应是前后气体体积不变的反应，缩小反应器体积，体系的压强增大，但平衡不移动，故A错误；
B．通入CO₂，增大反应物浓度平衡向正反应方向移动，故B正确；
C．图表数据可知，升高温度到900℃，平衡常数增大，平衡向正反应方向移动，故C正确；
D．使用合适的催化剂，只能加快反应速率，同等程度增大正逆反应速率，平衡不移动，故D错误；
E、固体对平衡无影响，增加Fe的量对平衡无影响，故E错误；
故答案为：BC；
（4）A、由图可知，升高温度，平衡向正反应移动，故图象表示正反应吸热反应，反应①正反应是吸热反应，图象与实际相符合，故A正确；
B、由图可知，最高点到达平衡，温度升高，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反应进行，故图象表示正反应为放热反应，反应①正反应是吸热反应，图象与实际不相符，故B错误；
C、由图可知，温度T₁先到达平衡，故温度T₁＞T₂，温度T₁到达平衡时，混合物中CO的含量降低，平衡向逆反应进行，故图象表示正反应为放热反应，反应①正反应是吸热反应，图象与实际不相符，故C错误；
故答案为：A．

点评 本题目综合性较大，涉及反应速率、平衡常数、化学平衡计算，影响反应速率与化学平衡移动的因素分析等，平衡移动原理的理解应用是解题关键，难度中等．