Question

高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)之一如下：FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）△H＞0；其平衡常數(shù)可表示為K=c（CO₂）/c（CO），已知1 100℃時K=0.263，且化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，不隨濃度和壓強(qiáng)的變化而變化．
（1）溫度升高，化學(xué)平衡移動后達(dá)到新的平衡，高爐內(nèi)CO₂和CO的體積比值

 

，平衡常數(shù)K值

 

（均填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）1 100℃時測得高爐中c（CO₂）=0.025mol?L^-1，c（CO）=0.1mol?L^-1，在這種情況下，該反應(yīng)是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)

 

（填“是”或“否”）．此時，化學(xué)反應(yīng)速率是v_正

 

v_逆（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因是

 

．
（3）在一個容積為500mL的密閉容器中，充入5mol H₂和2mol CO．在一定溫度和一定壓強(qiáng)下，發(fā)生如下反應(yīng)：2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g），經(jīng)過5min后達(dá)到平衡狀態(tài)．若此時測得CH₃OH蒸氣的濃度為2mol?L^-1，求：
①達(dá)平衡時CO的轉(zhuǎn)化率．
②該溫度下的K．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）反應(yīng)吸熱，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動；化學(xué)平衡移動后達(dá)到新的平衡，高爐內(nèi)CO₂和CO的體積比值增大，平衡常數(shù)增大；
（2）反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，計算濃度商，與平衡常數(shù)比較，可判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)并判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向；
（3）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計算，經(jīng)過5min后達(dá)到平衡狀態(tài)．若此時測得CH₃OH蒸氣的濃度為2mol/L．物質(zhì)的量為0.5L×2mol/L=1mol；
             2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）
起始量（mol） 5        2           0
變化量（mol） 2        1           1
平衡量（mol） 3         1          1
據(jù)此計算反應(yīng)速率V=

△c

△t

，轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%，平衡常數(shù)概念是生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積．

解答： 解：（1）化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度升高，化學(xué)平衡正向進(jìn)行，化學(xué)平衡移動后達(dá)到新的平衡，高爐內(nèi)CO₂和CO的體積比值增大，化學(xué)平衡常數(shù)增大，
故答案為：增大；增大；
 （2）1100℃時測得高爐中c（CO₂）=0.025mol?L^-1，c（CO）=0.1mol?L^-1，在這種情況下，濃度商Qc=

c(CO2)

c(CO)

=

0.25mol/L

0.1mol/L

=0.25＜K，所以此時反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，反應(yīng)正向進(jìn)行，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率；
故答案為：否；大于，在這種情況下，濃度商Qc=

c(CO2)

c(CO)

=

0.25mol/L

0.1mol/L

=0.25＜K，所以此時反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，反應(yīng)正向進(jìn)行，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率；
（3）經(jīng)過5min后達(dá)到平衡狀態(tài)．若此時測得CH₃OH蒸氣的濃度為2mol/L．物質(zhì)的量為0.5L×2mol/L=1mol；
             2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）
起始量（mol） 5        2           0
變化量（mol） 2        1           1
平衡量（mol） 3         1          1
①H₂的濃度變化表示的該反應(yīng)的速率=

2mol 0.5L

5min

=0.8mol/（L?min），答：以H₂的濃度變化表示的該反應(yīng)的速率為0.8mol/（L?min）；
②反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

1mol 0.5L

( 3mol 0.5L )2× 1mol 0.5L

=0.028（L/mol）²，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.028（L/mol）²；
答：平衡常數(shù)為0.028（L/mol）²．

點(diǎn)評：本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)的計算判斷，關(guān)鍵理解平衡常數(shù)是隨溫度變化，平衡常數(shù)的計算應(yīng)用，濃度商和平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)是否平衡，反應(yīng)進(jìn)行的方向，題目難度中等．