Question

【题目】Ⅰ.氢气用于工业合成氨 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)；ΔH = -92.2 kJ·mol-1。一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，一定量的N2和H2反应达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率与时间的关系如下图所示，其中t5 ﹑t7时刻所对应的实验条件改变分别是

t5 ___________________。t7___________________。

Ⅱ.已知化学反应①：Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g), 其平衡常数为K1；

化学反应②：Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)，其平衡常数为K2。

在温度973K和1173K情况下，K1、K2的值分别如下：

温度	K1	K2
973K	1.47	2.38
1173	2.15	1.67

（1）1173K时，若c(CO2)=2mol/L，c(CO) =5mol/L，则此时反应①平衡向__________（填“正”或“逆”）反应方向移动。

（2）现有反应③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，写出该反应的平衡常数K3的表达式：K3=_______________________（用K1 、 K2表示）。据此关系式及上表数据，能推断出反应③是______（填“吸热”或“放热”）反应。要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施是______(填写序号)。

A．缩小反应容器容积 B．扩大反应容器容积 C．降低温度

D．升高温度 E．使用合适的催化剂 F．设法减少CO的量

能判断反应③已达平衡状态的是_______________________________。

A．恒容容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变

C．(H2)==(H2O) D．c(CO2)==c(CO)

（3）723K时，0.2molCO2和0.1molH2通入抽空的1L恒容密闭容器中，发生反应③，达到平衡后水的物质的量分数为0.1。则H2的转化率α（H2）=___________％。723K该反应的平衡常数为K=________________。（结果保留两位有效数字）

Answer 1

【答案】t5 减少NH3浓度 t7 降低温度 逆 K3= 吸热 DF BC 30％ 0.076

【解析】

I.根据图像中正逆反应速率的变化确定移动方向；

II．（1）根据Qc与K1的关系确定平衡移动方向；

（2）根据方程式确定K3=；计算K3，确定正反应为吸热反应；

（3）根据方程式列出关系进行计算。

I. t5时，正反应速率未变，逆反应速率减小，则改变的外界条件为减小生成物的浓度；t7时，正逆反应速率均减小，且反应正向进行，若为减小压强，体积增大平衡逆向移动，与题意不符，若为降低温度，平衡向放热的方向移动，已知正反应为放热，则正向移动，符合题意；

II．（1）1173K时，Qc= c(CO)/c(CO2)=5/2=2.5> K1=2.15，则平衡逆反应方向移动；

（2）根据方程式，K3=，K1= ，K2=，则K3=；973K时，K3=1.47/2.38=0.62，1173K时，K3=2.15/1.67=1.29，升高温度，K值增大，平衡正向移动，则正反应为吸热反应；

A．可逆号两边气体计量数相同，缩小反应容器容积，平衡不移动，与题意不符，A错误；

B．可逆号两边气体计量数相同，扩大反应容器容积，平衡不移动，与题意不符，B错误；

C．反应为吸热反应，根据勒夏特列原理，降低温度，平衡向放热的方向移动，即逆反应方向，与题意不符，C错误；

D．反应为吸热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向吸热的方向移动，即正反应方向，符合题意，D正确；

E．使用合适的催化剂，可提高反应速率，对化学平衡无影响，与题意不符，E错误；

F．设法减少CO的量，CO为生成物，则平衡正向移动，符合题意，F正确；

答案为DF；

A．可逆号两边气体计量数相等，反应自始至终，容器内的气体物质的量一直未变，容积为恒容，则恒容容器中压强一直不变，压强不能作为判断是否平衡的依据，A错误；

B．反应达到平衡状态时，体系中各气体的浓度不再改变，混合气体中c(CO)不变时，达到平衡状态，B正确；

C．(H2)、(H2O) 反应方向相反，物质的量之比等于计量数之比，则可判断达到平衡状态，C正确；

D．c(CO2)==c(CO)时，不能判断是否达到平衡状态，D错误；

答案为BC；

（3）CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)

初始：0.2 0.1

反应：x x x x

平衡：0.2-x 0.1-x x x

x/（0.2-x+0.1-x+x+x）=0.1，则x=0.03mol，α（H2）=×100%=30%；723K时，c（CO2）=0.17mol/L，c（H2）=0.07mol/L，c（CO）=0.03mol/L，c（H2O）=0.03mol/L，K==0.076。