Question

I．高炉炼铁中发生的基本反应之一是FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）△H＞0．其平衡常数可表达为k=c（CO₂）/c（CO），已知1100℃时，k=0.263．
（1）温度升高，平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO₂和CO的体积比值

 

（填“增大”“减小”或“不变”），平衡常数k值

 

（填“增大”“减小”或“不变”）．
（2）1100℃时测得高炉中c（CO₂）=0.025mol?L^-1，c（CO）=0.1mol?L^-1，在这种情况下，该反应是否处于平衡状态

 

（填“是”或“否”）．此时，化学反应速率是v（正）

 

v（逆）（填“＞”“＜”或“=”），原因是

 

II．如图所示，温度不变时，把某容器分割成A、B两部分，A容器体积固定不变，B有可移动的活塞，现在A中充入2mol SO₂和1mol O₂，在B中充入2mol SO₃和 1mol N₂，在相同条件下发生可逆反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．根据下列要求填写空白：
（1）固定活塞位置在3处不动，达到平衡时，设A中压强为P_A，B中压强为P_B，则P_A与P_B的关系是P_A

 

 P_B（填“＜”、“=”、“＞”）．
（2）若要使A与B中平衡状态相同，可移动活塞的位置应在

 

处．
（3）若活塞右移到5处，达到平衡后，B中SO₃为x mol，A中SO₃为y mol，则x和y 的关系是x

 

y．（填“＜”、“=”、“＞”）．

Answer 1

分析：Ⅰ、（1）依据反应是吸热反应，升温会促进平衡正向进行，二氧化碳难度中等，平衡常数增大；
（2）依据二氧化碳和一氧化碳浓度计算浓度商，结合平衡常数进行比较，若Qc=K说明反应达到平衡，若Qc大于K，平衡逆向进行，Qc小于K，平衡正向进行；依据平衡移动方向判断正逆反应速率大小；
Ⅱ、根据左右两个容器压强相等，从等效平衡的角度分析；
（1）充入的氮气相当于增大体系压强，平衡不动；
（2）根据左右两个容器压强相等，从等效平衡的角度分析；
（3）若使A与B中平衡状态相同且达平衡时活塞在4.5处，则B中必须相当于3 mol SO₂和1.5 mol O₂，故应再通入SO₃ 1 mol．若活塞右移到5处，则B中压强减小平衡向生成SO₂的方向移动．

解答：解：I．（1）FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）△H＞0．反应是吸热反应，升温，反应正向进行，二氧化碳浓度增大，一氧化碳浓度减小，高炉内CO₂和CO的体积比值增大，平衡常数增大，
故答案：增大；增大；  
（2）已知1100℃时，k=0.263.1100℃时测得高炉中c（CO₂）=0.025mol?L^-1，c（CO）=0.1mol?L^-1，在这种情况下，Qc=

0.025mol/L

0.1mol/L

=0.25＜0.263，故平衡向正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率，
故答案为：否；＞；

c(CO2)

c(CO)

=0.25＜0.263，故平衡向正反应方向移动，v（正）＞v（逆）；
II．（1）A中充入2 mol SO₂和1 mol O₂与B中充入2 mol SO₃和1 mol N₂，由于N₂与反应无关，故只占分压．活塞在3处时相同条件下达平衡时是等效的，但B中有1 mol N₂，故压强比A大，
故答案为：＜；
（2）A中充入2 mol SO₂和1 mol O₂与B中充入2 mol SO₃和1 mol N₂，由于N₂与反应无关，故只占分压，活塞在3处时相同条件下达平衡时是等效的，
故答案为：3；
（3）若使A与B中平衡状态相同且达平衡时活塞在4.5处，则B中必须相当于3 mol SO₂和1.5 mol O₂，故应再通入SO₃ 1 mol．若活塞右移到5处，则B中压强减小平衡向生成SO₂的方向移动，故n（SO₃）减小，
故答案为：＜．

点评：本题考查化学平衡移动原理的分析应用，平衡常数的计算和判断，本题难度较大，注意等效平衡的理解和应用．