Question

20．高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）△H＞0其平衡常数可表达为K=$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$，已知1100℃时，K=0.263．
（1）温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO₂和CO体积比值增大，平衡常数K值增大（均填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）1100℃时测得高炉中，c（CO₂）=0.025mol/L，c（CO）=0.1mol/L，在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态否（选“是”或“否”）．
（3）若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量不变 （“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）向体积为2VL的密闭容器中充入6molN₂和6molH₂，一定条件下发生反应N₂+3H₂?2NH₃，达到平衡时测得H₂的转化率为50%．若达到平衡后将容器体积变为VL，下列说法中一定能证明再次达到平衡状态的标志是①④⑤⑥（填编号） 
①H₂的体积分数不再变化；
②颜色不再变化；
③气体密度不再变化；
④气体的平均分子量不再变化；
⑤温度不再变化；
⑥N₂的体积分数不再变化．

Answer 1

分析 （1）升高温度平衡向吸热方向移动，根据平衡移动的方向判断高炉内CO₂和CO的体积比值变化以及平衡常数K值；
（2）计算浓度商，与平衡常数比较，可判断反应是否达到平衡状态；
（3）催化剂对化学平衡移动没有影响；
（4）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分的浓度不变，据此分析．

解答 解：（1）反应吸热，升高温度平衡向正反应方向移动，则高炉内CO₂和CO体积比值增大，平衡常数K值增大，故答案为：增大；增大；
（2）（CO₂）=0.025mol/L，c（CO）=0.1mol/L，Q=$\frac{0.025}{0.1}$=0.25＜0.263，该反应不处于化学平衡状态，故答案为：否；   
（3）催化剂对化学平衡移动没有影响，所以若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量不变，故答案为：不变；
（4）合成氨是气体体积减小的放热反应，
①H₂的体积分数不再变化，说明各组分浓度不变，反应达到平衡状态，故正确；
②所有气体都没有颜色，所以颜色不再变化不能说明反应达到平衡状态，故错误；
③容器体积不变，气体质量不变，所以气体密度始终不变，密度不变不能说明反应达到平衡状态，故错误；
④气体的平均分子量不再变化，说明反应达到平衡状态，故正确；
⑤反应放热，温度不再变化，说明反应达到平衡状态，故正确；
⑥N₂的体积分数不再变化，说明各组分浓度不变，反应达到平衡状态，故正确；
故答案为：①④⑤⑥．

点评 本题主要考查了化学平衡移动、平衡常数、化学平衡状态的判断，可以根据所学知识进行回答，难度不大．