题目内容
【题目】反应①Fe(s)+CO2(g)=FeO(s)+CO(g);△H1=akJmol-1
反应②CO(g)+O2(g)=CO2(g);△H2=bkJmol-1
测得在不同温度下,在密闭容器中进行的反应①的平衡常数K值随温度的变化如下:
温度/℃ | 500 | 700 | 900 |
K | 1.00 | 1.46 | 2.51 |
(1)反应①的化学平衡常数表达式为___,a___0(填“>”、“<”或“=”)。在500℃2L密闭容器中进行反应①,Fe和CO2的起始物质的量均为4mol,10min后达到平衡状态,平衡时CO2的转化率为___,用CO表示的化学反应速率为___。
(2)700℃反应①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.缩小反应容器体积
B.通入CO2
C.升高温度到900℃
D.使用合适的催化剂
(3)由反应①和②可求得反应2Fe(s)+O2(g)=2FeO(s)△H3中的△H3=___(用含a、b的代数式表示)。
【答案】K= > 50% 0.1mol·L-1·min-1 BC 2(a+b)kJ·mol-1
【解析】
根据平衡常数公式及三段式计算,平衡常数增大,反应吸热;根据勒夏特列原理原理分析;根据盖斯定律进行计算。
(1)反应①的化学平衡常数表达式为K=,根据表格可知,温度升高,平衡常数增大,即平衡正向移动,反应正反应为吸热反应,a>0。在500℃2L密闭容器中进行反应①,平衡常数K=1,Fe和CO2的起始物质的量均为4mol,,10min后达到平衡状态,列三段式:
Fe(s)+CO2(g)=FeO(s)+CO(g)
反应前 4mol 0
变化量 xmol xmol
平衡时 (4-x)mol xmol
K=,即x=2
平衡时CO2的转化率为50%,用CO表示的化学反应速率为 。
(2)700℃反应①到平衡,要使该平衡向右移动,其它条件不变时,
A.缩小反应容器体积,反应前后气体体积不变,平衡不移动,A错误 ;
B.通入CO2增大反应物浓度,平衡正向移动,B正确;
C.升高温度到900℃,正反应吸热,平衡正向移动,C正确;
D.使用合适的催化剂,不改变平衡,D错误;
答案为BC。
(3)根据盖斯定律,反应①和②可求得反应2Fe(s)+O2(g)=2FeO(s)△H3中的△H3=2△H1+△H2=2(a+b)kJ·mol-1。