Question

【题目】化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。

（1）已知：3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+4CO2(g) △H1=-47kJ/mol；

Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) △H2=-14kJ/mol。

则Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=________。

（2）煤化工行业中常常通过研究不同温度下反应的平衡常数来解决各种实际问题。将等体积的CO和H2O(g)通入一恒容密闭容器中，发生反应：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)，该反应的平衡常数随温度的变化如下表所示。

温度／℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

① 该反应的平衡常数表达式K=_______，该反应的正反应是_______（填“吸热”或“放热”）反应。

② 若反应在800℃时进行, CO和H2O(g)的起始浓度均为0.020 mol·L-1，则该条件下，CO的平衡转化率为_________。

③ 下列措施中能够提高CO转化率的是______（填字母）

a．降低温度 b．加入催化剂 c．增加CO的浓度 d.加入H2O(g)

Answer 1

【答案】 -25 kJ· mol-1 放热 50% ad

【解析】(1)已知：①3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+4CO2(g) △H1=-47kJ/mol；②Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) △H2=-14kJ/mol，根据盖斯定律可知，由①×+②×得Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ，则△H=(-47kJ/mol)×+(-14kJ/mol)×=-25 kJ·mol-1 ；

(2)①)①根据CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)，可知：K=；温度升高K值减小，所以正反应为放热反应；

②对于反应：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)，
开始(mol/L)：0.02 0.02 0 0
变化(mol/L)： c c c c
平衡(mol/L)：0.02-c 0.02-c c c

所以=1，解得：c=0.01，则该条件下，CO的平衡转化率为×100%=50%；

③a．降低温度平衡正向移动，CO转化率提高，故a正确；b．加入催化剂，反应速率改变，但平衡不移动，CO转化率不变，故b错误；c．增加CO的浓度，平衡正向移动，但CO的转化率反而降低，故c错误；d.加入H2O(g)，平衡正向移动，CO的转化提高，故d正确；答案为ad。