Question

【题目】有可逆反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s) + CO(g)，已知在温度938K时，平衡常数K=1.5，在1173K时，K=2.2 。

（1）能判断该反应达到平衡状态的依据是_____（双选，填序号）。

A．容器内压强不变了 B．c（CO）不变了

C．v正（CO2）=v逆（CO） D．c（CO2）=c（CO）

（2）该反应的正反应是_________（选填“吸热”、“放热”）反应。

（3）写出该反应的平衡常数表达式_______。若起始时把Fe和CO2放入体积固定的密闭容器中，CO2的起始浓度为2.0mol/L，某温度时达到平衡，此时容器中CO的浓度为1.0 mol/L，则该温度下上述反应的平衡常数K=____（保留二位有效数字）。

（4）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，如果改变下列条件，反应混合气体中CO2的物质的量分数如何变化（选填“增大”、“减小”、“不变”）。

①升高温度__________；②再通入CO___________。

（5）一氧化碳在工业上用途广泛，比如可以用来制备甲醇。甲醇是一种优质的液体燃料。利用甲醇，氧气，氢氧化钾溶液可以构成燃料电池。试写出该燃料电池的正极反应_________________。

Answer 1

【答案】BC 吸热 1.0 增加 不变 O2＋4e－＋2H2O=4OH－

【解析】

(1)化学平衡状态标志的判断，利用正反应速率等于逆反应速率，以及各物质的浓度不变，以及各相关物理量由变化到不再变化说明达到平衡；

(2)温度升高，平衡常数增大，正向移动，正反应为吸热反应；

(3)根据化学方程式写出平衡常数，利用化学方程式进行计算；

(5)燃料电池的正极反应为O2得到电子的还原反应。

(1)A、恒温恒压下，压强与物质的量成正比，该反应前后气体的物质的量不变，则压强一直不变，压强不变不能说明是否达到了平衡，A错误；

B、达到平衡时，CO的生成速率和消耗速率相当，则CO浓度不变，可以说明反应达到平衡，B正确；

C、CO2的正反应速率等于CO的逆反应速率，且成系数比，说明反应的正反应速率等于逆反应速率，达到平衡，C正确；

D、达到平衡时，CO2和CO的浓度不变，但是不一定相等，D错误；

答案为BC；

(2)根据题目信息，温度升高，平衡常数增大，说明温度升高，正向移动，正反应为吸热反应；

(3)平衡常数等于生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，由于Fe和FeO为固体，浓度是定值，不带入表达式，则；CO2的起始浓度为2.0mol/L，某温度时达到平衡，此时容器中CO的浓度为1.0 mol/L，则反应了的CO2的浓度为1mol/L，平衡时CO2的浓度为1mol/L；带入表达式计算，则；

(4)①该反应为吸热反应，升高温度，正向移动，CO2的物质的量分数减小；

②通入CO，温度不变，根据平衡常数，，K不变，则CO和CO2的浓度之比均不变，则CO2的质量分数不变；

(5) 燃料电池的正极反应为O2得到电子的还原反应，电解质溶液为碱性环境，则正极反应为O2＋4e－＋2H2O=4OH－。