题目内容

8．化学工业与人类的生产生活息息相关，回答下列问题：
（1）已知反应：Fe（s）+CO2（g）?FeO（s）+CO（g）△H=a kJ?mol-1，平衡常数为K；
测得在不同温度下，K值如下：
温度/℃500700900
K1.001.472.40
①写出K的表达式$\frac{[CO]}{[CO2]}$．
②反应中的a大于0（填“大于”、“小于”或“等于”）．
③若500℃时进行反应，CO2起始浓度为2mol?L-1，CO的平衡浓度为1mol?L-1．
④700℃反应达到平衡，此时增大反应中CO的浓度，该平衡移动后达到新的平衡，其它条件不变时，CO 和CO2的体积比值不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）工业固氮反应是：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol．在相同温度下，体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中可发生上述可逆反应，测得反应的有关数据如表：
容器
编号		起始时各物质物质的量/mol达平衡时体系的
能量变化
N2H2NH3
a130放热23.1kJ
b0.61.80.8吸热Q kJ
①容器a达平衡时N2的平衡浓度c（N2）=3mol?L-1．
②容器b达平衡时NH3的平衡浓度c（NH3）=2mol?L-1．
③下列叙述正确的是AB．
A．容器a达平衡时NH3的物质的量是0.5mol
B．容器b开始是向合成氨的逆反应方向进行
C．若容器a体积变为0.2L，则达平衡时放出的热量小于23.1kJ
D．不能利用已知数据计算容器b的平衡常数．

分析 （1）①平衡常数等于生成物浓度系数次幂之积除以反应物浓度系数次幂之积；
②由表中数据可知，升高温度，平衡常数增大，反应向正反应方向移动，据此判断；
③由表中数据可知，升高温度，平衡常数增大，反应向正反应方向移动，据此判断；
④根据平衡常数只受温度影响，当温度不变时，平衡常数不变，根据反应方程式可知，该反应的平衡常数等于CO 和CO2的体积比，据此答题；
（2）从等效平衡的角度分析，0.6molN2、1.8molH2和0.8molNH3相当1molN2、3molH2，在相同条件下处于相同平衡状态，所以平衡时两个容器内N2的平衡浓度c（N2）和NH3的平衡浓度c（NH3）相等，据此分析计算；

解答 解：（1）①平衡常数等于生成物浓度系数次幂之积除以反应物浓度系数次幂之积，所以K=$\frac{[CO]}{[CO2]}$，
故答案为：$\frac{[CO]}{[CO2]}$；
②由表中数据可知，升高温度，平衡常数增大，反应向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，即a＞0，
故答案为：大于；
③令平衡时CO的浓度为amol/L，由方程式可知，二氧化碳的浓度变化量为amol/L，则平衡时二氧化碳的浓度为（2-a）mol/L，500℃时平衡常数为1，则$\frac{a}{2-a}$=1，解得a=1，
故答案为：1；
④根据平衡常数只受温度影响，当温度不变时，平衡常数不变，根据反应方程式可知，该反应的平衡常数等于CO 和CO2的体积比，所以增大反应中CO的浓度，该平衡移动后达到新的平衡，CO 和CO2的体积比不变，
故答案为：不变；
（2）从等效平衡的角度分析，0.6molN2、1.8molH2和0.8molNH3相当1molN2、3molH2，在相同条件下处于相同平衡状态，所以平衡时两个容器内N2的平衡浓度c（N2）和NH3的平衡浓度c（NH3）相等；
则     N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol
初始：1      3       0         92.4kJ
变化：0.25  0.75    0.5        23.1kJ 
平衡：0.75   2.25    0.5
①所以容器a达平衡时N2的平衡浓度c（N2）=$\frac{0.75mol}{0.25L}$=3mol/L，
故答案为：3；
②所以容器b达平衡时NH3的平衡浓度c（NH3）=$\frac{0.5mol}{0.25L}$=2mol/L，
故答案为：2；
③A．根据以上分析，容器a达平衡时NH3的物质的量是0.5mol，故正确；
B．根据以上分析，平衡时NH3的物质的量是0.5mol，所以容器b开始是向合成氨的逆反应方向进行，故正确；
C．若容器a体积变为0.2L，即减小体积，平衡向正反应方向移动，则达平衡时放出的热量大于23.1kJ，故错误；
D．因为a、b在相同条件下处于相同平衡状态，所以能利用已知数据计算容器b的平衡常数，故错误；
故选：AB．

点评 本题考查了化学平衡影响因素、平衡常数的应用、合成氨反应的条件选择、影响化学平衡的因素，题目难度中等，侧重于基础知识的综合应用考查，注意把握K与温度的关系以及影响化学平衡的因素．

练习册系列答案
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B．保持容器容积不变，向其中加入1molHe，正逆反应速率均增大
C．保持容器内气体压强不变，向其中加入1molHe，反应速率均减小
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