Question

【题目】铁及碳的化合物在社会生产、生活中有着广泛的应用。请回答下列问题：

（1）磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一。

已知：①Fe3O4（s）+4C（s）3Fe（s）+4CO（g） △H=+646.0kJmol﹣1

②C（s）+CO2（g）2CO（g） △H=+172.5kJmol﹣1

则Fe3O4（s）+4CO（g）3Fe（s）+4CO2（g）△H=___。

（2）反应Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g）△H的平衡常数为K，在不同温度下，K值如下：

温度/K	973	1173	1373	1573
K	1.47	2.15	3.36	8.92

①从表中数据可推断，该反应是___（填“放热”或“吸热”）反应。

②温度为973K时，在某恒容密闭容器中发生上述反应。下列有关说法能说明该反应已达到平衡状态的是___（填字母）。

A．c（CO2）=c（CO）

B．v正（CO2）=v逆（CO）

C．体系压强不变

D．混合气体中c（CO）不变

（3）如图图1、2表示反应：H2（g）+CO2（g）CO（g）+H2O（g）△H＞0有关量与反应时间之间的关系：

①图2中若t1=0.5min，则0～t1时间段内，H2O的平均反应速率v（H2O）=___molL﹣1s﹣1。

②图1中t2时刻改变的条件是___（任写两种，下同）；图2中t2时刻改变的条件是___。

Answer 1

【答案】﹣44.0kJ/mol 吸热 BD 0.001molL﹣1s﹣1 加入催化剂或增大压强 降低温度或增大水蒸气浓度或减小氢气浓度

【解析】

(1) ①Fe3O4（s）+4C（s）3Fe（s）+4CO（g） △H=+646.0kJmol﹣1

②C（s）+CO2（g）2CO（g） △H=+172.5kJmol﹣1

①-2×② 得：Fe3O4（s）+4CO（g）3Fe（s）+4CO2（g）△H= - 44.0 kJmol﹣1

答案为：﹣44.0kJ/mol

(2) ①从表中数据可以看出，温度升高，K值增大，说明升高温度，平衡正向移动，从而得出正反应为吸热反应。答案为：吸热

②A．c（CO2）=c（CO），可能为某一时间点瞬时关系，不一定是平衡状态；

B．v正（CO2）=v逆（CO），方向相反，数值之比等于化学计量数之比，为平衡状态；

C．体系压强不变，不一定是平衡状态，因为反应前后的气体分子数相等；

D．混合气体中c（CO）不变，是平衡状态。

故答案为：BD

(3) ①由图2可知，t1=0.5min，则0～t1时间段内，c(CO)= 0.03mol/L，则c(H2)= 0.03mol/L，

答案为0.001molL﹣1s﹣1

②从图1中可以看出，t2时刻改变某条件后，化学反应速率突然增大，但平衡不发生移动，所以此条件为催化剂或加压(反应前后气体分子数相等)。答案为催化剂或加压

图2中t2时刻改变某条件，CO2的浓度不断增大，CO的浓度不断减小，此条件应为降低温度或增大水蒸气浓度或减小氢气浓度。答案为降低温度或增大水蒸气浓度或减小氢气浓度