题目内容

1.一定温度下,发生反应:FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g);△H,已知该反应在不同温度下的平衡常数如表:
温度/℃10001100
平衡常数0.680.50
请回答下列问题:
(1)该反应的△H<0
(2)T℃时,将FeO(s)和CO(g)各3.0mol加入10L的密闭容器中,反应达到平衡后,测得CO转化率为α1,c(CO2)=0.15mol•L-1,则温度T低于(填高于、低于、等于)1000,若此时保持其它条件不变再充入2.0mol CO(g),再达平衡时测得CO转化率为α2,则α12(填>、<或=).

分析 ①根据温度和平衡常数以及反应的吸放热之间的关系来回答;
②计算1000℃时CO的转化率以及二氧化碳的平衡浓度,根据三行式计算比较.

解答 解:(1)该反应的K随着温度的升高而减小,所以反应释放热量,△H<0,故答案为:<;
(2)T℃时,将FeO(s)和CO(g)各3.0mol加入10L的密闭容器中,
              FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)
初始浓度:0.3         0.3             0                   0
变化浓度:0.15                           0.15
平衡浓度:0.15                             0.15
CO转化率为α1=$\frac{0.15}{0.3}$×100%=50%,c(CO2)=0.15mol•L-1,K=1,
则温度低于1000℃,
T℃时,若此时保持其它条件不变再充入2.0mol CO(g),设变化的CO浓度是x,
          FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)
初始浓度:0.3     0.5                0           0
变化浓度:x                              x
平衡浓度:0.5-x                       x          
$\frac{x}{0.5-x}$=1,x=0.25,
则α2=50%,
故答案为:低于;=.

点评 本题考查化学平衡的计算,为高频考点,侧重考查学生的分析能力和计算能力的考查,涉及化学平衡移动原理以及三行式的计算知识,属于综合知识的考查,难度中等.

练习册系列答案
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12.铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛,研究铁及其化合物的应用意义重大.回答下列问题:
(1)已知高炉炼铁过程中会发生如下反应:
FeO(s)+CO(g)═Fe(s)+CO2(g)△H1
Fe2O3(s)+$\frac{1}{3}$CO(g)═$\frac{2}{3}$Fe3O4(s)+$\frac{1}{3}$CO2(g)△H2
Fe3O4(s)+CO(g)═3Fe(s)+CO2(g)H3
Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)H4
则△H4的表达式为△H2+$\frac{2}{3}$△H3(用含△H1、△H2、△H3的代数式表示).
(2)上述反应在高炉中大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下:
 温度 250℃ 600℃ 1000℃ 2000℃
 主要成分 Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe
1600℃时固体物质的主要成分为FeO和Fe,该温度下若测得固体混合物中m(Fe):m(O)=35:2,则FeO被CO还原为Fe的百分率为80%(设其它固体杂质中不含Fe、O元素).
(3)铁等金属可用作CO与氢气反应的催化剂.已知某种催化剂可用来催化反应    CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g)△H<0.在T℃,106Pa时将l mol CO和3mol H2加入体积可变的密闭容器中.实验测得CO的体积分数x(CO)如下表:
 t/min 0 10 20 30 40 50
 x(CO) 0.25 0.23 0.214 0.202 0.193 0.193
①能判断CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g)达到平衡的是bd(填序号).
a.容器内压强不再发生变化    b.混合气体的密度不再发生变化
c.v(CO)=3v(H2)    d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②达到平衡时CO的转化率为37.1%;在T℃106Pa时该反应的压强平衡常数Kp(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)的计算式为$\frac{(\frac{0,371}{3.258})^{2}}{0.193×(\frac{1.887}{3.258})^{3}×1{0}^{12}P{a}^{2}}$;
③图表示该反应CO的平衡转化率与温度、压强的关系.图中温度T1、T2、T3由高到低的顺序是T3>T2>T1,理由是正反应放热,在相同压强下,温度降低,平衡向正反应方向移动,CO的转化率越高.

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