Question

【题目】研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。回答下列问题：

Ⅰ.CO可用于高炉炼铁，已知

Fe3O4(s)+4CO(g)====3Fe(s)+4CO2 △H1=akJ/mol

3Fe2O3(s)+ CO(g)====2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=bkJ/mol

则反应Fe2O3(s)+3CO(g)====2Fe(s)+3CO2(g)的△H3=___________kJ/mol(用含a、b的代数式表示)

Ⅱ.光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途。工业上常利用废气CO2通过反应：C(s)+CO2(g)2CO(g) △H>0，制取合成光气的原料气CO。在体积可变的恒压(pa)密闭容器中充入1 mol CO2与足量的碳发生上述反应，在平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：

(1)①T℃时，在容器中若充入稀有气体，平衡___________移动(填“正向”“逆向”或“不”，下同)；若充入等体积的CO2和CO，平衡___________移动。

②CO体积分数为80%时，CO2的转化率为___________。

③已知：气体分压(p分)=气体总压×体积分数。T℃时用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数Kp=___________(用含p总的代数式表示)。

(2)研究表明，温度、压强对反应“C6H5CH2CH3(g)+CO2(g)C6H5CH=CH2(g)+CO(g)+H2O(g)△H”中乙苯的平衡转化率影响如下图所示：

则△H___________0（填“>”“<”或“=”)，压强p1、p2、p3从大到小的顺序是___________。

Answer 1

【答案】 正向 不 67% 0.5p总 > p1>p2>p3

【解析】

Ⅰ.根据盖斯定律△H3=(2△H1+△H2)/3；

Ⅱ. (1)①该反应正向气体分子数增大，恒温恒压时充入稀有气体相当于减压，平衡正向移动；T℃反应达到平衡时CO2、CO的体积分数相同，即浓度相等，恒压时充入等体积的CO2、CO，平衡不移动；

②列三行式计算平衡常数；

③类比K计算Kp；

(2)温度升高，乙苯的平衡转化率增大，平衡正向移动，正反应为吸热反应；压强增大，乙苯的平衡转化率减小，则p1>p2>p3。

Ⅰ. ①Fe3O4(s)+4CO(g)====3Fe(s)+4CO2 △H1=akJ/mol

②3Fe2O3(s)+ CO(g)====2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=bkJ/mol

由盖斯定律[①×2+②]3得到Fe2O3(s)+3CO(g)====2Fe(s)+3CO2(g) △H3=kJ/mol，

故答案为：；

Ⅱ. (1)①该反应正向气体分子数增大，恒温恒压时充入稀有气体相当于减压，平衡正向移动；由图像可知，T℃反应达到平衡时CO2、CO的体积分数相同（均为50%），即浓度相等，恒压时充入等体积的CO2、CO，平衡不移动；

故答案为：正向；不；

②设CO2的转化率为α，由已知列三段式得：

化学反应方程式：C(s)+CO2(g) 2CO(g)

起始量（mol） 1 0

转化量（mol） α 2α

平衡量（mol） 1-α 2α

根据题意列关系式：×100%=80%，解得：α=67%；

故答案为：67%；

③用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数的表达式为Kp=，由图可得，T ℃时 CO 体积分数为 50%，分压为 50%×p总，CO2 体积分数为 1-50%=50%，分压为50%×p总，所以==0.5p总；

故答案为：0.5p总；

(2)温度升高，乙苯的平衡转化率增大，平衡正向移动，正反应为吸热反应，该反应的△H >0；该反应的△n(气)>0，压强增大，乙苯的平衡转化率减小，则p1>p2>p3。

故答案为：>；p1>p2>p3。