Question

【题目】研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义．
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等．已知：Fe2O3（s）+3C（石墨）═2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJmol﹣1
C（石墨）+CO2（g）═2CO（g）△H2=+172.5kJmol﹣1
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为
（2）某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种不同温度条件下反应：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.0kJmol﹣1
测得CH3OH的物质的量随时间变化如下图所示，回答问题：

①该反应的平衡常数表达式K=；
②曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为：KⅠKⅡ（填“＞”、“=”或“＜”）．
③下列措施中能增大CO2转化率的是 ． （填序号）
A．升高温度B．充入He（g）使体系压强增大
C．将H2O（g）从体系中分离 D．再充入一定量CO2
④下列图象正确且能表明在t时刻反应一定处于平衡状态的是 ． （填序号）

Answer 1

【答案】
（1）Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=﹣28.5 kJ?mol﹣1
（2）；＞；C；BC
【解析】解：（1）①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJmol﹣1②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJmol﹣1
依据盖斯定律①﹣②×3得到热化学方程式为：Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=﹣28.5kJmol﹣1；
所以答案是：Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=﹣28.5kJmol﹣1；（2）①CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）可知，K= ，所以答案是： ；②II平衡时间小于I，说明II反应速率大于I，且平衡时II中CH3OH的物质的量小于I，说明平衡向逆反应方向移动，则只能是升高温度，即II的温度大于I，温度越高，平衡向逆反应方向移动，导致化学平衡常数越小，所以KⅠ＞KⅡ ， 所以答案是：＞；③A．正反应是放热反应，所以升高温度，平衡逆向移动，二氧化碳转化率减小，故不选；
B．充入He（g）使体系压强增大，但各组分的浓度不变，平衡不移动，故不选；
C．将H2O（g）从体系中分离，减少生成物的浓度，平衡正向移动，二氧化碳的转化率变大，故选；
D．再充入一定量CO2 ， 平衡正向移动，但本身的转化率减少，故不选；故选C；④A、平衡常数是温度的函数，温度不变，平衡常数不变，所以不能做平衡状态的标志，故错误；
B、气体的平均摩尔质量不变，说明各物质的量不变，说明反应达平衡状态，故正确；
C、压强不变说明各物质的量不变，反应达平衡状态，故正确；
D、气体的密度始终不变，所以不能做平衡状态的标志，故错误；故选BC．
【考点精析】关于本题考查的化学平衡状态本质及特征和化学平衡的计算，需要了解化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）；反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%才能得出正确答案．