题目内容
红矾钠（重铬酸钠：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+Cr2O3（s）+8Na2CO3（s）+7O2?8Na2CrO4（s）+2Fe2O3（s）+8CO2△H＜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．加了催化剂 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，则图象（图3）正确的是
②在容积为2L的密闭容器 中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变得情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如图4所示（注：T1、T2均大于300℃）；下列说法正确的是 （填序号）
A．温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率：v（CH3OH）=mol?L-1?min-1
B．该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
C．该反应为放热反应
D．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时
增大
③在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容器中，充分反应达到平衡后，CO2转化率为a，则容器内的压强与起始压强之比为 ．
（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
由图2判断，t2到t3的曲线变化的原因可能是
a．升高温度 b．加了催化剂 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，则图象（图3）正确的是
②在容积为2L的密闭容器 中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变得情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如图4所示（注：T1、T2均大于300℃）；下列说法正确的是
A．温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率：v（CH3OH）=mol?L-1?min-1
B．该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
C．该反应为放热反应
D．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时
| n(H2) |
| n(CH3OH) |
③在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容器中，充分反应达到平衡后，CO2转化率为a，则容器内的压强与起始压强之比为
考点：化学平衡的影响因素,化学反应速率的影响因素,化学平衡的计算
专题：
分析：（1）化学平衡常数K=
，固态和纯液体不列入；
（2）影响平衡移动的因素只有温度、浓度、压强，据图1可知，CO2浓度增大，O2浓度减小，说明平衡正向移动；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，据影响反应速率的因素和平衡移动的因素分析；
（3）①反应CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）是熵减小的反应，能够自发进行，必须是放热反应，据此分析；
②根据图象中甲醇的变化来计算反应速率，并利用图象中时间与速率的关系来分析T1、T2，再利用影响平衡的因素来分析解答；
③根据化学平衡的三段法计算平衡时各物质的物质的量，再利用反应前后气体的物质的量之比等于压强之比来解答．
| 生成物浓度系数幂次方 |
| 反应物浓度系数幂次方 |
（2）影响平衡移动的因素只有温度、浓度、压强，据图1可知，CO2浓度增大，O2浓度减小，说明平衡正向移动；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，据影响反应速率的因素和平衡移动的因素分析；
（3）①反应CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）是熵减小的反应，能够自发进行，必须是放热反应，据此分析；
②根据图象中甲醇的变化来计算反应速率，并利用图象中时间与速率的关系来分析T1、T2，再利用影响平衡的因素来分析解答；
③根据化学平衡的三段法计算平衡时各物质的物质的量，再利用反应前后气体的物质的量之比等于压强之比来解答．
解答：
解：（1）化学平衡常数K=
，反应4FeO+Cr2O3（s）+8Na2CO3（s）+7O2?8Na2CrO4（s）+2Fe2O3（s）+8CO2的平衡常数表达式为：K=
，故答案为：
；
（2）据图1可知，CO2浓度逐渐增大，O2浓度逐渐减小，说明平衡正向移动，正反应放热，只能是降温；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，升温平衡逆向移动，加入氧气平衡正向移动，缩小容器体积平衡逆向移动，只能是加入了催化剂，故答案为：对平衡体系降温；b；
（3）①反应CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）是熵减小的反应，能够自发进行，必须是放热反应，
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、升温平衡逆向移动，达平衡后再升温，甲醇浓度减小，故C正确；
D、升温平衡逆向移动，达平衡后再升温，氢气体积分数增大，故D错误；
故答案为：AC；
②根据题给图象分析可知，T2先达到平衡则T2＞T1，由温度升高反应速率增大可知T2的反应速率大于T1，又温度高时平衡状态CH3OH的物质的量少，则说明可逆反应CO2+3H2?CH3OH+H2O向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，则T1时的平衡常数比T2时的大；
A、v（CH3OH）=
=
mol/L?min，故A错误；
B、正反应为放热反应，根据题给图象分析可知，T2先达到平衡则T2＞T1，升高温度，平衡向逆反应方向移动，该反应在T1时的平衡常数比T2时的大，故B错误；
C、依据图象分析T2先达到平衡则T2＞T1，由温度升高反应速率增大可知T2的反应速率大于T1，又温度高时平衡状态CH3OH的物质的量少，则说明可逆反应CO2+3H2?CH3OH+H2O向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，故C正确；
D、处于A点的反应体系从T1变到T2，升高温度，平衡向逆反应方向移动，达到平衡时，氢气物质的量增大、甲醇的物质的量减小，故
增大，故D正确；
故答案为：CD；
③由化学平衡的三段模式法计算可知，
CO2 （g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）
起始 1 3 0 0
变化 a 3a a a
平衡 1-a 3-3a a a
根据相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比，
则容器内的压强与起始压强之比为=
=1-0.5a，故答案为：1-0.5a．
| 生成物浓度系数幂次方 |
| 反应物浓度系数幂次方 |
| [CO2]8 |
| [O2]7 |
| [CO2]8 |
| [O2]7 |
（2）据图1可知，CO2浓度逐渐增大，O2浓度逐渐减小，说明平衡正向移动，正反应放热，只能是降温；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，升温平衡逆向移动，加入氧气平衡正向移动，缩小容器体积平衡逆向移动，只能是加入了催化剂，故答案为：对平衡体系降温；b；
（3）①反应CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）是熵减小的反应，能够自发进行，必须是放热反应，
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、升温平衡逆向移动，达平衡后再升温，甲醇浓度减小，故C正确；
D、升温平衡逆向移动，达平衡后再升温，氢气体积分数增大，故D错误；
故答案为：AC；
②根据题给图象分析可知，T2先达到平衡则T2＞T1，由温度升高反应速率增大可知T2的反应速率大于T1，又温度高时平衡状态CH3OH的物质的量少，则说明可逆反应CO2+3H2?CH3OH+H2O向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，则T1时的平衡常数比T2时的大；
A、v（CH3OH）=
| ||
| tA |
| nA |
| 2tA |
B、正反应为放热反应，根据题给图象分析可知，T2先达到平衡则T2＞T1，升高温度，平衡向逆反应方向移动，该反应在T1时的平衡常数比T2时的大，故B错误；
C、依据图象分析T2先达到平衡则T2＞T1，由温度升高反应速率增大可知T2的反应速率大于T1，又温度高时平衡状态CH3OH的物质的量少，则说明可逆反应CO2+3H2?CH3OH+H2O向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，故C正确；
D、处于A点的反应体系从T1变到T2，升高温度，平衡向逆反应方向移动，达到平衡时，氢气物质的量增大、甲醇的物质的量减小，故
| n(H2) |
| n(CH3OH) |
故答案为：CD；
③由化学平衡的三段模式法计算可知，
CO2 （g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）
起始 1 3 0 0
变化 a 3a a a
平衡 1-a 3-3a a a
根据相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比，
则容器内的压强与起始压强之比为=
| 1-a+3-3a+a+a |
| 1+3 |
点评：本题结合图象考查了化学平衡常数表达式、影响平衡移动和化学反应速率的因素、三段式法计算，题目难度较大，注意分析图象．
练习册系列答案
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（5）下列关于化合物I、II、V、VI的说法正确的有
金属铬和氢气在工业上都有重要的用途．已知：铬能与稀硫酸反应，生成氢气和硫酸亚铬（CrSO4）．下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是（ ）
| A、在0.1 mol?L-1 NaHCO3溶液中：c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（H2CO3） |
| B、在0.1 mol?L-1 Na2CO3溶液中：c（OH-）-c（H+）=c（HCO3-）+2c（H2CO3） |
| C、向0.2 mol?L-1 NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol?L-1 NaOH溶液：c（CO32-）＞c（HCO3-）＞c（OH-）＞c（H+） |
| D、CH3COONa和CH3COOH混合溶液一定存在：c（Na+）=c（CH3COO-）=c（CH3COOH）＞c（H+）=c（OH-） |
根据如图，下列判断中正确的是（ ）
| A、向烧杯a中加入少量K3[Fe（CN）6]溶液，有蓝色沉淀生成 |
| B、烧杯a中发生反应O2+4H++4e-=2H2O，溶液pH降低 |
| C、电子从Zn极流出，流入Fe极，经盐桥回到Zn极 |
| D、烧杯b中发生反应为Zn-2e-=Zn2+ |
