Question

【题目】红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)是重要的化工原料，工业上用铬铁矿(主要成分是FeO·Cr2O3)制备红矾钠的过程中会发生如下反应：4FeO(s)＋4Cr2O3(s)＋8Na2CO3(s)＋7O2(g) 8Na2CrO4(s)＋2Fe2O3(s)＋8CO2(g)　ΔH<0

(1)请写出上述反应的化学平衡常数表达式：K＝__________________。

(2)图1、图2表示上述反应在t1时达到平衡、在t2时因改变某个条件而发生变化的曲线。由图1判断，反应进行至t2时，曲线发生变化的原因是___________________(用文字表达)；由图2判断，t2到t3的曲线变化的原因可能是________(填写序号)。

a．升高温度 b．加催化剂 c．通入O2 d．缩小容器体积

(3)工业上可用上述反应中的副产物CO2来生产甲醇：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。

①已知该反应能自发进行，则下列图像正确的是___________。

②在T1温度时，将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭容器中，反应达到平衡后，CO2转化率为α，则容器内平衡时的压强与起始压强之比为________。

Answer 1

【答案】 对平衡体系降温，平衡正向移动，CO2浓度增大，O2浓度减小 b AC (1－0.5α)∶1

【解析】（1）4FeO(s)+4Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O2(g)8Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2(g)的化学平衡常数表达式K=。

（2）图1中t2时改变条件瞬间，CO2浓度增大，O2浓度减小，由4FeO(s)＋4Cr2O3(s)＋8Na2CO3(s)＋7O2(g) 8Na2CrO4(s)＋2Fe2O3(s)＋8CO2(g)　ΔH<0知体系为放热反应，不能是改变浓度或改变压强，而后平衡正向移动，正反应为放热反应，降低温度平衡正向移动；图2中t2到t3的曲线变化说明平衡没有移动，只是反应速率加快，正反应为气体体积增大的放热反应，应是使用催化剂；所以选b。

（3）①反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)是熵减小的反应，△H﹣T△S＜0能够自发进行，则正反应为放热反应；A.升温平衡逆向移动，平衡常数随温度的升高而减小，故A正确；

B.升温化学反应速率加快，故B错误；C.达平衡后再升温，平衡逆向移动，甲醇浓度减小，故C正确；D.达平衡后再升温，平衡逆向移动，氢气体积分数增大，故D错误；故答案为AC。

②反应达到平衡后，若CO2转化率为a，则：

根据相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比，即(1-a+3-3a+a+a):(1+3)=(1-0.5a):1。