(2009•深圳一模)设反应①Fe(s)+CO2(g)⇋FeO(s)+CO(g)平衡常数K1;反应②Fe(s)+H2O(

(2009•深圳一模)设反应①Fe(s)+CO2(g)⇋FeO(s)+CO(g)平衡常数K1;反应②Fe(s)+H2O(g)⇋FeO+H2(g)平衡常数为K2.测得在不同温度下,K1、K2值如下:
温度/°C K1 K2
500 1.00 3.15
700 1.47 2.26
900 2.40 1.60
(1)若500℃时进行反应①,CO2起始浓度为2mol•L-1,CO2转化率为______.
(2)900℃进行反应③H2(g)+CO2(g)⇋H2O(g)+CO(g),其平衡常数K3为______
(3)反应②的焓变△H______0(填大于、小于、等于).
(4)700℃反应②达到平衡,使得该平衡向右移动,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.加入水蒸气 C升高温度到900℃D.使用合适的催化剂
(5)如图图象符合反应①的是______ (填序号)(图中v是速率、φ为混合其中CO含量,T为温度)
李随群 1年前 已收到1个回答 举报

ie546 幼苗

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解题思路:(1)根据平衡常数计算;
(2)依据反应①②计算的反应③的平衡常数;
(3)分析图表反应②的平衡常数随温度升高而减小,说明平衡逆向进行,正反应是放热反应;
(4)反应②反应前后气体体积不变,压强、催化剂不能使平衡移动,可通过改变温度、浓度使平衡向正反应移动;
(5)反应①反应前后气体体积不变,正反应为吸热反应,据此分析判断;

(1)反应①Fe(s)+CO2(g)⇌FeO(s)+CO(g),500℃反应①的平衡常数为K1=1,根据平衡常数的表达式可知,平衡时CO2与CO的浓度相等,CO2起始浓度为2mol.L-1,根据C原子守恒,所以平衡时c(CO2)=c(CO)[1/2]×2mol.L-1=1mol.L-1
所以CO2转化率为[2mol/L−1mol/L/2mol/L]×100%=50%,故答案为:50%;
(2)①Fe(s)+CO2(g)⇋FeO(s)+CO(g)平衡常数K1;反应②Fe(s)+H2O(g)⇋FeO+H2(g)平衡常数为K2,900℃进行反应③H2(g)+CO2(g)⇋H2O(g)+CO(g),其平衡常数K3=
c(CO)c(H2O)
c(H2)c(CO2)=
K1
K2=[2.4/1.6]=1.50;
故答案为:K3=1.50;
(3)图表反应②的平衡常数随温度升高而减小,说明平衡逆向进行,正反应是放热反应;反应②的焓变△H<0;
故达为:<;
(4)由(2)分析知反应②正反应为放热反应,且反应前后气体体积不变.
A、缩小反应器体积,增大压强,平衡不移动,故A错误;
B、加入水蒸气,反应物的浓度增加,平衡向正反应移动,故B正确;
C、该反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应进行,故C错误;
D、使用合适的催化剂,缩短到达平衡时间,平衡不移动.故D错误.
故答案为:B;
(5)由表中数据可知,温度越高平衡常数K1越大,所以升高温度平衡向正反应进行,升高温度平衡向吸热方向移动,即正反应为吸热反应,且反应①反应前后气体体积不变.
A、处于交点时,正逆速率相等,反应处于平衡状态,当温度高于交点温度,平衡向正反应移动,说明图象表示正反应为吸热反应,符合温度变化对反应①的影响,故A正确;
B、在最高点时,反应处于平衡状态,当温度高于最高点对应的温度,CO的含量降低,平衡向逆反应移动,说明图象表示正反应为放热反应,故B错误;
C、到达平衡时间越短,速率越快,温度越高,所以T1>T2,温度越高,CO的含量越低,平衡向逆反应移动,说明图象表示正反应为放热反应,故C错误.
故答案为:A;

点评:
本题考点: 化学平衡的计算;反应热和焓变;化学平衡建立的过程;化学平衡的影响因素.

考点点评: 本题考查化学平衡移动、平衡常数计算等问题,题目难度中等,图象分析判断.平衡移动原理的应用,掌握基础是关键.

1年前

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