Question

（2012?长宁区二模）铁是一种重要的金属，它的单质及化合物有着各自的性质．一定条件下铁可以和CO₂发生反应：Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），已知该反应的平衡常数（K）与温度（T）的关系如图所示：
（1）如果该反应的平衡常数K值变大，该反应

bc

  （选填编号）．
a．一定向逆反应方向移动      b．在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c．一定向正反应方向移动      d．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
（2）如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时，（选填编号）

abc

．
a．容器中气体的平均分子量不随时间而变化     b． v（CO）=v（CO₂）
c．容器中气体的密度不随时间而变化           d．通入稀有气体能提高反应的速率
（3）请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应处于不平衡状态：
①

CO或（CO₂）的生成速率与消耗速率不相等

②

CO（或CO₂）的质量改变

（4）若反应的容器容积不变且为2.0L，反应时间5.0min，容器内气体的密度减小了0.80g/L，在这段时间内CO₂的平均反应速率为

0.010 mol?L^-1?min^-1

．

Answer 1

分析：（1）反应的平衡常数K值变大说明平衡正向进行，依据影响条件分析平衡移动方向；
（2）依据化学平衡标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变分析；
（3）反应未达到化学平衡，说明正反应速率和逆反应速率不同，混合物中各成分含量发生变化分析回答；
（4）依据反应前后质量变化计算反应的二氧化碳的物质的量，结合化学反应速率计算得到．

解答：解：（1）反应的平衡常数K值变大说明平衡正向进行；
a．向逆反应方向移动，平衡常数或减小，故a错误；
b．平衡正向进行，随生成物浓度增大，在平衡移动时正反应速率先增大后减小，最后达到平衡，故b正确；
c．平衡常数K值变大，一定向正反应方向移动，故c正确；
d．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大，是逆向进行，故d错误；
故答案为：bc；  
（2）体积不变的密闭容器中发生反应，Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），
a．反应前后气体体积不变，平衡移动气体质量变化，容器中气体的平均分子量不随时间而变化 说明反应达到平衡，故a正确；
b．反应达到平衡时，一氧化碳和二氧化碳生成速率相同，v（CO）=v（CO₂），故b正确；
c．反应前后气体体积不变，平衡移动气体质量变化，容器中气体的密度不随时间而变化，说明反应达到平衡；故c正确；
d．通入稀有气体增大压强，气体分压不变，平衡不变，不能提高反应的速率，故d错误；
故答案为：abc；
（3）对一种气体物质的消耗速率和生成速率不同，说明反应未达到平衡，或含量发生变化说明未达到平衡；
故答案为：CO或（CO₂）的生成速率与消耗速率不相等；CO（或CO₂）的质量改变；
（4）若反应的容器容积不变且为2.0L，反应时间5.0min，容器内气体的密度减小了0.80g/L，气体质量减小了2.0L×0.80g/L=1.6g，依据反应Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），气体质量减少16g，反应的二氧化碳物质的量为1mol，所以气体质量减少1.6g，反应的二氧化碳0.1mol，所以二氧化碳的反应速率=

0.1mol 2L

5min

=0.010mol?L^-1?min^-1，故答案为：0.010 mol?L^-1?min^-1．

点评：本题考查化学平衡影响因素的分析判断，平衡常数的概念应用，平衡标志是判断依据，掌握基础是解题关键，题目难度中等．