Question

煉鐵高爐中的原理如下：
Fe₂O₃（s）+3CO（g）?Fe（s）+3CO₂（g）
（1）寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

（2）CO的轉(zhuǎn)化率（α）在不同溫度下隨反應(yīng)時(shí)間（t）的變化如圖a，由此圖可得出：

①溫度對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)的影響是

 

②該反應(yīng)的△H

 

0 （填“＜”、“=”或“＞”）．
（3）600℃時(shí)，在體積為1L的密閉容器中，投入0.20mol CO和足量Fe₂O₃，反應(yīng)過(guò)程中CO、CO₂物質(zhì)的量變化如圖b．
①在相同條件下，往相同容器中投入等量CO、CO₂及足量的Fe₂O₃、Fe，此時(shí)反應(yīng)向

 

（填寫“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”、“已達(dá)到平衡狀態(tài)”）．經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的反應(yīng)，下列說(shuō)法中能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)的是

 

．
A．容器內(nèi)壓強(qiáng)一定              B．容器內(nèi)氣體的密度一定
C．v_正（CO）：v_逆（CO₂）=1：1    D．容器內(nèi)氣體的質(zhì)量一定
②據(jù)圖b判斷，反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因是

 

（用文字表達(dá)）；10min到15min的曲線變化的原因可能是

 

（填寫編號(hào)）．
A．加了催化劑  B．縮小容器體積    C．通入一定量He．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）依據(jù)化學(xué)方程式和平衡常數(shù)概念書寫平衡常數(shù)表達(dá)式；
（2）依據(jù)圖象分析，用“定一議二”的方法分析判斷；
（3）①依據(jù)圖象變化計(jì)算600°C的平衡常數(shù)，結(jié)合加入量計(jì)算濃度商和 平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向；結(jié)合反應(yīng)特征達(dá)到平衡的標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分濃度保持不變分析選項(xiàng)；
②反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)一氧化碳突然增大0.02mol，此時(shí)二氧化碳不變，隨反應(yīng)進(jìn)行一氧化碳減小，二氧化碳增大，最后達(dá)到平衡狀態(tài)，說(shuō)明平衡正向進(jìn)行；10min到15min的曲線變化斜率增大但最后達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，速率增大說(shuō)明改變的是加入催化劑，或增大壓強(qiáng)．

解答： 解：（1）Fe₂O₃（s）+3CO（g）?Fe（s）+3CO₂（g），依據(jù)化學(xué)方程式和平衡常數(shù)概念書寫平衡常數(shù)表達(dá)式K=

c3(CO2)

c3(CO)

；
故答案為：

c3(CO2)

c3(CO)

；
（2）①圖象變化曲線說(shuō)明溫度越高反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間越短，所以升溫加快反應(yīng)速率，溫度越高一氧化碳轉(zhuǎn)化率越大，說(shuō)明升溫平衡正向進(jìn)行；
故答案為：溫度升高反應(yīng)速率增大，平衡正向進(jìn)行；
②溫度越高一氧化碳轉(zhuǎn)化率越大，說(shuō)明升溫平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，△H＞0；
故答案為：＞；
（3）①600℃時(shí)，在體積為1L的密閉容器中，投入0.20mol CO和足量Fe₂O₃，反應(yīng)過(guò)程中CO、CO₂物質(zhì)的量變化如圖b，平衡狀態(tài)一氧化碳n（CO）=0.16mol，n（CO₂）=0.04mol，
       Fe₂O₃（s）+3CO（g）?Fe（s）+3CO₂（g）
起始量（mol）      0.20              0
變化量（mol）      0.04             0.04
平衡量（mol）      0.16              0.04
反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，用物質(zhì)的量代替平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù)K=

0.043

0.163

=

1

64

；
在相同條件下，往相同容器中投入等量CO、CO₂及足量的Fe₂O₃、Fe，Q=1＞K，說(shuō)明平衡逆向進(jìn)行；達(dá)到平衡狀態(tài)
A．反應(yīng)過(guò)程中和平衡狀態(tài)下氣體物質(zhì)的量不變，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，容器內(nèi)壓強(qiáng)一定，不能說(shuō)明費(fèi)用達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；            
B．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量發(fā)生變化，體積不變，容器內(nèi)氣體的密度一定，說(shuō)明費(fèi)用達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式系數(shù)之比，是正反應(yīng)速率之比，v_正（CO）：v_逆（CO₂）=1：1，說(shuō)明二氧化碳正逆反應(yīng)速率相同，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；    
D．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化，容器內(nèi)氣體的質(zhì)量一定，說(shuō)明費(fèi)用達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：向逆反應(yīng)方向；BCD；
②據(jù)圖b判斷，反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因是一氧化碳突然增大0.02mol，此時(shí)二氧化碳不變，隨反應(yīng)進(jìn)行一氧化碳減小，二氧化碳增大，最后達(dá)到平衡狀態(tài)，說(shuō)明平衡正向進(jìn)行；10min到15min的曲線變化斜率增大但最后達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，速率增大說(shuō)明改變的是加入催化劑，或增大壓強(qiáng)，所以AB正確；
故答案為：通入0.02molCO；AB．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)影響因素和計(jì)算應(yīng)用，圖象變化的分析判斷、平衡標(biāo)志的分析判斷是關(guān)鍵，題目難度中等．