Question

在一个体积为2L的密闭容器中，高温下发生下列反应：
Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）+Q kJ
其中CO₂、CO的物质的量（mol）随时间（min）的变化如图所示．
（1）反应在1min时第一次达到平衡状态，固体的质量增加了6.4g．用CO的浓度变化表示的反应速率υ（CO）=

 

．
（2）反应进行至2min时，若只改变一个条件，曲线发生的变化如图所示，3min时再次达到平衡，则Q

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）．第一次平衡与第二次平衡的平衡常数相比，K₁

 

K₂．（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）5min时再充入一定量的CO（g），平衡发生移动．下列说法正确的是

 

（填写编号）．
a．υ（正）先增大后减小
b．υ（正）先减小后增大 
c．υ（逆）先增大后减小 
d．υ（逆）先减小后增大
表示n（CO₂）变化的曲线是

 

（填写图中曲线的字母编号）．
（4）能说明该反应已经达到化学平衡状态的是

 

a．容器内气体压强不再变化  b．容器内气体的密度不再变化  c．固体的质量不再变化．

Answer 1

考点：反应速率的定量表示方法,化学平衡的影响因素,物质的量或浓度随时间的变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据固体质量增加6.4g，求出生成FeO的量，然后求出一氧化碳的变化量及反应速率；
（2）根据新平衡时CO物质的量增加，可判断平衡向正方向移动；
（3）根据浓度变化分析反应速率变化；
（4）平衡时各物质的正逆反应速率相等，各物质的浓度、质量、体积分数以及百分含量不变．

解答： 解：（1）Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）中Fe→FeO，固体质量增加6.4g，即增加的氧原子的质量为6.4g，则氧原子的物质的量为0.4mol，说明生成FeO为0.4mol，所以生成的一氧化碳为0.4mol，所以v（CO）=

0.4mol

2L×1min

=0.2mol?L^-1?min^-1；
故答案为：0.2mol?L^-1?min^-1；
（2）由于建立新平衡时CO物质的量增加，可知升高温度，平衡正向移动，说明正反应吸热，即△H＞0；
平衡常数K=

c(CO)

c(CO2)

，由于一氧化碳的浓度增加，二氧化碳的浓度减小，所以平衡常数变大，即K₁＜K₂；
故答案为：＞；＜；
（3）充入CO，CO浓度增大，逆反应速率增大，之后逐渐减小；5min时CO₂浓度不变，正反应速率不变，平衡逆向移动，CO₂浓度增大，正反应速率逐渐增大；n（CO₂）的物质的量从原平衡曲线逐渐增大；
故答案为：c；b；
（4）a、反应Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）是一个反应前后气体体积不变的化学反应，无论该反应是否达到平衡状态，容器中气体压强始终不变，故a错误；
b、ρ=

m

v

，容器的体积v不变，气体的质量变化，随反应的进行ρ始终在变化，直到达到平衡为止，故b正确；
c、平衡时各物质的量不变，由于Fe转化为FeO固体的质量增大，所以当达到平衡状态时固体总质量保持不变，故c正确；
故答案为：bc．

点评：本题考查了化学平衡的影响因素、平衡状态的判断、反应速率的计算等，难度中等．随着反应进行变化的物理量不再变化，说明到达平衡．