题目内容
【题目】在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应:Fe2O3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g)
(1)该反应的平衡常数表达式为K=________。
(2)该温度下,在2 L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体,10 min后,生成了单质铁11.2 g。则10 min内CO的平均反应速率为________。
(3)该反应达到平衡后,加入Fe粉,平衡________移动;保持恒温恒容通入CO,平衡向________移动。(填“向左”、“向右”或“不”)
(4)表明该反应已达平衡状态的是______________
A.单位时间内生成nmolCO同时生成nmolCO2 B.恒容时混合气体的压强不变
C.混合气体的总质量不变 D.CO2的体积分数不变 E.Fe的浓度不变
【答案】c3 (CO2)/c3 (CO) 0.015mol·L-1·min-1 不 向右 ACD
【解析】
(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以该反应的平衡常数表达式为K=c3(CO2)/c3(CO2);综上所述,本题答案:c3(CO2)/c3(CO)。
(2)11.2 g铁是11.2g÷56g/mol=0.2mol,根据方程式可知消耗CO是0.3mol,浓度是0.15mol/L,所以10min内CO的平均反应速为0.15mol/L÷10min=0.015mol/(L·min);综上所述,本题答案:0.015mol·L-1·min-1。
(3)纯固体的浓度为定值,改变其用量,速率不变,平衡不动,因此该反应达到平衡后,加入Fe粉,平衡不移动;保持恒温恒容通入CO,相当于增加反应物浓度,平衡右移;综上所述,本题答案:不;向右。
(4)A. CO或(CO2)的生成速率与消耗速率相等,说明反应达到平衡状态,A正确;
B.该反应为反应前后体积不变的反应,压强恒为定值,所以恒容时混合气体的压强不变,不能判断反应达到平衡状态,B错误;
C. CO或(CO2)的质量不再改变,物质的量不变,浓度不变,反应达到平衡状态,C正确;
D. CO2的体积分数不变,CO2的浓度保持不变,正逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,D正确;
E.Fe为纯固体,浓度恒为定值,不能说明反应达到平衡状态,E错误;
综上所述,本题选ACD。