Question

【题目】（1）超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO2和N2，化学方程式如下：2NO＋2CO2CO2＋N2。反应能够自发进行，则反应的ΔH___0(填“>”“<”或“＝”)。

（2）已知：反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)的平衡常数为K1；反应Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)的平衡常数为K2。不同温度时K1、K2的值如下表：

温度/K	K1	K2
973	1.47	2.38
1 173	2.15	1.67

根据表中数据，计算反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的K。

①平衡常数的表达式K1＝___；

②温度为973K时：K＝___；(结果保留小数点后2位)

③反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)是__(填“吸热”或“放热”)反应。

（3）已知在温度为T时，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K＝0.32，在该温度下，已知c始(CO)＝1mol·L－1，c始(H2O)＝1mol·L－1，某时刻经测定CO的转化率为10%，则该反应___(填“已经”或“没有”)达到平衡，原因是__；此时刻v正__(填“＞”或“＜”)v逆。

Answer 1

【答案】＜ 0.62 吸热 没有 此时Qc=＝≈0.0123＜0.32=K ＞

【解析】

（1）依据反应自发进行的判断依据△H-T△S<0分析判断；

（2）①Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g） I、Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g） II，

将方程式I-II得CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g），则化学平衡常数K=

c(CO)．c(H2O)

c(CO2)．c(H2)

=

K1

K2

，计算温度为973K时K值；

②根据K=

K1

K2

③升高温度，平衡向吸热反应方向移动，根据K值判断正反应的反应热．

（3）根据转化率计算各物质的浓度，进而计算Qc，与平衡常数相比较，可判断反应是否达到平衡状态，并判断反应的方向．

（1）2NO+2CO2CO2+N2 反应的△S<0，反应自发进行△H-T△S<0，则反应焓变一定小于0，△H<0，反应是放热反应，故答案为：<；

(3)①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)I、Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)II，

将方程式III得CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）,则化学平衡常数K={c(CO)×c(H2O)}÷{c(CO2).c(H2)}={ c(CO)÷c(CO2)}×{c(H2)c(H2O)}=K1÷K2,温度为973K时K=1.47÷2.38=0.62，

故答案为： ；0.62；

③升高温度，化学平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应是吸热反应，故答案为：吸热。

(3)某时刻经测定CO的转化率为10%，则

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，

起始(mol/L):1 1 0 0

转化(mol/L):0.1 0.1 0.1 0.1

某时刻(mol/L):0.90.9 0.1 0.1

Qc=0.1×0.1÷(0.9×0.9)=0.012<0.32，

则没有达到平衡状态,反应向正反应方向移动,v正>v逆，

故答案为：没有；Qc<K；>.