Question

12．（1）反应Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H₁，平衡常数为K₁
反应Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）△H₂，平衡常数为K₂
在不同温度时K₁、K₂的值如表：

	700℃	900℃
K1	1.47	2.15
K2	2.38	1.67

①反应 CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H，平衡常数K，则△H=△H₁-△H₂（用△H₁和△H₂表示），K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$（用K₁和K₂表示），且由上述计算可知，反应CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）是吸热反应（填“吸热”或“放热”）．
②能判断恒温恒容容器CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）达到化学平衡状态的依据是B（填序号）．
A．容器中压强不变  B．混合气体中c（CO）不变  C．容器中密度不变    D．c（CO）=c（CO₂）
（2）一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO₂气体，发生反应Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），CO₂的浓度与时间的关系如图所示：
①该条件下反应的平衡常数为2；0-10min的平均反应速率v（CO）=0.1mol•L^-1•min^-1；
若铁粉足量，CO₂的起始浓度为2.0mol•L^-1，则平衡时CO₂的浓度为0.67mol•L^-1．
②下列措施中能使平衡时$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$增大的是A（填序号）
A．升高温度      B．增大压强     C．充入一定量的CO₂D．再加入一定量铁粉．

Answer 1

分析 （1）①已知：Ⅰ．Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）
Ⅱ．Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）
由盖斯定律，Ⅰ-Ⅱ可得：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），焓变也等于二者之差，平衡常数为二者的商；
分别计算700℃、900℃平衡常数，根据温度对平衡常数的影响判断反应是吸热反应，还是放热反应；
②A．反应气体气体物质的量不变，恒温恒容下，容器中压强始终不变；
B．平衡时反应混合物各组分的浓度保持不变；
C．容器中密度始终保持不变；
D．CO、CO₂的平衡浓度与二氧化碳的转化率有关；
（2）由图可知，10min到达平衡，平衡时CO₂的浓度为0.5mol/L，则：
             Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）
起始量（mol/L）：1.5              0
变化量（mol/L）：1                1
平衡量（mol/L）：0.5              0.5
①平衡常数K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（CO）；
若铁粉足量，CO₂的起始浓度为2.0mol•L^-1，等效再原平衡的基础上压强增大，反应前后气体的体积不变，与原平衡相比，平衡不移动，二氧化碳的转化率相同；
②平衡常数K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$，只受温度影响，由表中数据可知，随温度升高平衡常数增大．

解答 解：（1）①已知：Ⅰ．Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）
Ⅱ．Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）
由盖斯定律，Ⅰ-Ⅱ可得：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），则△H=△H₁-△H₂，平衡常数K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$，
700℃平衡常数为$\frac{1.47}{2.38}$，900℃平衡常数为$\frac{2.15}{1.67}$，可知升高温度平衡常数增大，说明正反应为吸热反应，
故答案为：△H₁-△H₂；$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$；吸热；
②A．反应气体气体物质的量不变，恒温恒容下，容器中压强始终不变，故A错误；
B．混合气体中c（CO）不变说明反应到达平衡，故B正确；
C．混合气体总质量不变，容器容积不变，容器中密度始终保持不变，故C错误；
D．CO、CO₂的平衡浓度与二氧化碳的转化率有关，平衡时二氧化碳转化率不一定为50%，故D错误，
故选：B；
（2）由图可知，10min到达平衡，平衡时CO₂的浓度为0.5mol/L，则：
            Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）
起始量（mol/L）：1.5               0
变化量（mol/L）：1                 1
平衡量（mol/L）：0.5                1
①平衡常数K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$=$\frac{1}{0.5}$=2，v（CO）=$\frac{1mol/L}{10min}$=0.1mol/（L．min）；
若铁粉足量，CO₂的起始浓度为2.0mol•L^-1，等效再原平衡的基础上压强增大，反应前后气体的体积不变，与原平衡相比，平衡不移动，二氧化碳的转化率相同，则平衡时则平衡时CO₂的浓度为0.5mol/L×$\frac{2}{1.5}$=0.67mol/L，
故答案为：2；0.1；0.67；
②平衡时$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$值表示平衡常数，
A．由表中数据可知，随温度升高平衡常数增大，故A正确；
B．增大压强不影响平衡移动，温度不变，平衡常数不变，故B错误；
C．充入一定量的CO₂，平衡虽然正向移动，但温度不变，平衡常数不变，故C错误；
D．再加入一定量铁粉，平衡不移动，温度不变，平衡常数不变，故D错误，
故选：A．

点评 本题考查化学平衡计算、平衡状态判断、平衡常数计算与应用等，侧重考查学生分析计算能力，难度中等．