Question

14．炼铁的还原剂CO是由焦炭和CO₂反应而得．现将焦炭和CO₂放入体积为2L的密闭容器中，高温下进行下列反应：C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H=Q kJ/mol．如图为CO₂、CO的物质的量n随时间t的变化关系图．下列说法正确的是（　　）

• A． 1～3min时，v（CO）=v（CO₂）
• B． 当容器内的压强不变时，该反应一定达到平衡状态，且$\frac{P（平衡）}{P（开始）}＜1$
• C． 若3min时温度由T₁升高到T₂，则Q＞O，且$\frac{K（{T}_{2}）}{K（{T}_{1}）}$=4.7
• D． 5min时再充入一定量的CO，c、b曲线分别表示n（CO）、n（CO₂）的变化

Answer 1

分析 A、依据图象分析单位时间内一氧化碳和二氧化碳物质的量浓度的变化，结合化学反应速率概念分析计算，1-3min反应达到平衡判断；
B、反应是气体体积增大的反应，压强不变，说明反应达到平衡，反应气体物质的量之比等于压强之比；
C、依据图象3min升高温度，一氧化碳增多，说明反应是吸热反应，分析图象平衡物质的量，计算平衡状态下平衡常数；
D、改变一氧化碳的量，增加一氧化碳，瞬间一氧化碳物质的量增大，然后反应平衡逆向进行，一氧化碳减小，二氧化碳增大．

解答 解：A、依据图象分析单位时间段内一氧化碳和二氧化碳物质的量的变化，0～1min，一氧化碳物质的量增加2mol，反应速率υ（CO）=$\frac{\frac{2mol}{2L}}{1min}$=1 mol/（L•min）；1～3min时，平衡不动，反应速率等于化学计量数之比，υ（CO）=2υ（CO₂），故A错误；
B、反应是气体体积增大的反应，压强不变，说明反应达到平衡，反应气体物质的量之比等于压强之比，P（平衡）＞P（起始），$\frac{P（平衡）}{P（开始）}$＞1，故B错误；
C、依据图象3min升高温度，一氧化碳增多，说明反应是吸热反应，T₁温度平衡，一氧化碳物质的量为2mol，二氧化碳物质的量为7mol；平衡常数K₁=$\frac{{c}^{2}（CO）}{c（C{O}_{2}）}$=$\frac{（\frac{2mol}{2L}）^{2}}{\frac{7mol}{2L}}$=$\frac{2}{7}$；T₂温度平衡，一氧化碳物质的量为4mol，二氧化碳物质的量为6mol，平衡常数K₂=$\frac{{c}^{2}（CO）}{c（C{O}_{2}）}$=$\frac{（\frac{4mol}{2L}）^{2}}{\frac{6mol}{2L}}$=$\frac{4}{3}$，则 $\frac{K（{T}_{2}）}{K（{T}_{1}）}$=$\frac{14}{3}$=4.7，故C正确；
D、改变一氧化碳的量，增加一氧化碳，瞬间一氧化碳物质的量增大，然后反应平衡逆向进行，一氧化碳减小，二氧化碳增大，c、b曲线分别表示n（CO）、n（CO₂）的变化，故D正确；
故选CD．

点评 本题考查图象分析判断，反应速率计算应用，平衡常数计算判断，平衡影响因素的分析判断，题目难度中等．