Question

12．已知可逆反应：Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），其温度与平衡常数K的关系如表：

T（K）	938	1173
K	1.47	2.15

（1）写出该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c（CO{\;}_{2}）}{c（CO）}$．
（2）若该反应在体积固定的密闭容器中进行，在一定条件下达到平衡状态，改变下列条件再达平衡后判断：
①升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小（填“增大、减小或不变”）；
②充入氦气，平衡不移动（填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”）；
③充入CO₂并重新平衡后，混合气体的密度增大（填“增大、减小或不变”）．
（3）该反应的逆反应速率随时间变化情况如图所示．
①从如图可知，在t₁时改变了某种反应条件，使平衡发生移动，反应在t₂时达到平衡，改变的条件可能是a（选填编号）．
a．升高温度             b．增大CO₂的浓度
c．减小CO₂的浓度       d．使用催化剂
②如果在t₃时增加CO₂的量，t₄时反应又处于新平衡状态，请在图画出t₃～t₅时间段的v_逆变化曲线．
③下列不能作为判断该反应达到平衡状态的依据是b（选填编号）．
a．v_正（CO₂）=v_逆（CO）              b．容器内气体总压强不再变化
c．容器内气体质量不再变化       d．混合气体中碳元素的质量分数不再变化．

Answer 1

分析 （1）根据反应方程式FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）书写K的表达式；
（2）①根据表中数据可知，升高温度，K减小，说明平衡逆移，由二氧化碳转变成一氧化碳；
②充入氦气，反应物生成物浓度不变，则平衡不移动；
③充入CO₂并重新平衡后，虽然平衡逆向移动，但气体质量仍然增大，体积不变，所以密度增大；
（3）①根据影响化学反应速率的因素来确定改变的条件；
②增加CO₂的量，会促使平衡正向移动，正逆反应速率都要加快，据此回答；
③化学平衡标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变，各组分的浓度不随着时间的改变而改变，据此分析选项．

解答 解：（1）①根据反应方程式FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）书写K，表达式为K=$\frac{c（CO{\;}_{2}）}{c（CO）}$，故答案为：K=$\frac{c（CO{\;}_{2}）}{c（CO）}$；
（2）①根据表中数据可知，升高温度，K减小，说明平衡逆移，由二氧化碳转变成一氧化碳，所以混合气体的平均相对分子质量减小，故答案为：减小；
②充入氦气，反应物生成物浓度不变，则平衡不移动，故答案为：不移动；
③充入CO₂并重新平衡后，虽然平衡逆向移动，但气体质量仍然增大，体积不变，所以密度增大，故答案为：增大；
（3）①从如图可知，在t₁时改变了某种反应条件，反应在t₂时达到平衡，改变的条件使速率变化离开原速率点了，应该是同时能让正逆反应速率加快的条件并且向正反应方向移动，故答案为：a；
②在t₃时增加CO₂的量，会使得正逆反应速率都加快，逆反应速率在原来的基础上逐渐加快，图为，故答案为：；

③a．v_正（CO₂）=v_逆（CO），说明正逆反应速率相等，则能说明达到平衡，故错误；
b．因为反应前后气体体积不变，所以容器内气体总压强不再变化，不能说明达到平衡，故正确；
c．容器内气体质量不再变化是平衡状态的特征，故错误；
d．混合气体中碳元素的质量分数不再变化，说明一氧化碳和二氧化碳组成固定，则能说明达到平衡，故错误；
故答案为：b．

点评 本题考查学生化学平衡状态的判断、平衡常熟的意义以及影响化学反应速率的因素等知识，注意知识的归纳和梳理是解题的关键，难度中等．