问题 问答题

反应①Fe(s)+CO2(g)⇌FeO(s)+CO(g)+akJ;

反应②CO(g)+

1
2
O2(g)⇌CO2(g)+bkJ.

测得在不同温度下,反应①的平衡常数K值随温度的变化如表所示:

温度/℃500700900
K1.001.472.40
(1)反应①的化学平衡常数表达式为______,a______0(填“大于”、“小于”或“等于”). 在500℃2L密闭容器中进行反应①,CO2起始量为4mol,其转化率为50%,则CO的平衡浓度为______.

(2)700℃反应①达到平衡,要使该平衡向右移动,其它条件不变时,可以采取的措施有______(填序号).

A.缩小反应器体积   B.通入CO2 C.升高温度到900℃D.使用合适的催化剂

(3)图象符合反应①的是______(填序号)(图中v是速率、φ为混合物中CO含量,T为温度且T1>T2).

(4)由反应①和②可求得,反应2Fe(s)+O2(g)⇌2FeO(s)+Q 的Q=______.

答案

(1)反应Fe(s)+CO2(g)═FeO(s)+CO(g)的平衡常数k=

c(CO)
c(CO2)
;由表中数据可知,对于反应①,温度越高平衡常数越大,说明升高温度平衡向正反应移动,升高温度平衡向吸热反应进行,故a>0,

平衡时参加反应的二氧化碳的物质的量为4mol×50%=2mol,则:

           Fe(s)+CO2(g)═FeO(s)+CO(g)

开始(mol):4                  0

变化(mol):2                  2

平衡(mol):2                  2

平衡后一氧化碳浓度c(CO)=

2mol
2L
=1mol/L;

故答案为:

c(CO)
c(CO2)
;大于;1mol/L;

(2)A.该反应前后气体的物质的量不变,缩小反应器体积,压强增大,平衡不移动,故A不符合;

B.通入CO2 ,浓度增大,平衡向正反应移动,故B符合;

C.该反应正反应是吸热反应,升高温度到900℃,平衡向正反应移动,故C符合;

D.使用合适的催化剂,加快反应速率,平衡不移动;

故答案为:BC;

(3)A、由图可知,升高温度,平衡向正反应移动,故图象表示正反应吸热反应,反应①正反应是吸热反应,图象与实际相符合,故A正确;

B、由图可知,最高点到达平衡,温度升高,混合物中CO的含量降低,平衡向逆反应进行,故图象表示正反应为放热反应,反应①正反应是吸热反应,图象与实际不相符,故B错误;

C、由图可知,温度T1先到达平衡,故温度T1>T2,温度T1到达平衡时,混合物中CO的含量降低,平衡向逆反应进行,故图象表示正反应为放热反应,反应①正反应是吸热反应,图象与实际不相符,故C错误;

故答案为:A;

(4)已知:①Fe(s)+CO2(g)═FeO(s)+CO(g)△H1=a kJ•mol-1

反应②CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)△H2=b kJ•mol-1

由盖斯定律,2(①+②)得2Fe(s)+O2(g)═2FeO(s),故△H3=2(a kJ•mol-1+b kJ•mol-1)=2(a+b)kJ•mol-1

故答案为:2(a+b)kJ•mol-1

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