题目内容
【题目】研究和深度开发CO、CO2的应用具有重要的社会意义.回答下列问题：
I.CO可用于高炉炼铁，已知：
Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2 (g) △H1=akJ/mol
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2 (g) △ H2=bkJ/mol
则反应Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)++3CO2 (g)的△H=______kJ/mol
Ⅱ.—定条件下，CO2和CO可以互相转化
(1)某温度下，在容积为2 L的密闭容器按甲、乙两种方式投入反应物发生反应：
CO2 (g)+H2(g) 
CO(g)+H2O(g)
甲容器15 min后达到平衡，此时CO2的转化率为75%。则015 min内平均反应速率_______，此条件下该反应的平衡常数K= ____。欲使平衡后乙与甲中相同组分气体的体积分数相等，则w、x、y、z需满足的关系是: y____z(填或“＞”“＜”“ = ”)，且y=_________(用含的等式表示)。
(2)研究表明，温度、压强对反应“C6H5CH2CH3 (g)+CO2(g) C6H5CH=CH2(g)+CO(g) + H2O(g)”中乙苯的平衡转化率影响如图所示：
则△H_____(填“>”、“<”或“ = ”)，压强p1、p2、p3从大到小的顺序是_____。
(3)CO可被NO2氧化:CO+NO2 =CO2+ NO。当温度高于225℃时，反应速率
正=k正 c(CO) c(NO2), 逆=k逆 c(CO2) c(NO), k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。在上述温度范围内， k正、k逆与该反应的平衡常数K之间的关系为___________。
【答案】(2a+b)/3 0.2mol/(L·min) 1.8 = x-2ω > p1> p2> p3 k正/k逆=K
【解析】
Ⅰ、利用盖斯定律求反应热；Ⅱ、利用三段式结合方程式计算；根据外界条件对反应速率和平衡常数的影响分析解答；根据反应速率表达式结合平衡常数表达式解答。
Ⅰ、(1)反应Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)等于反应①×(2/3)＋反应②×(1/3)，△H=△H1×(2/3)＋△H2×(1/3)=(2a+b)/3；
Ⅱ、(1)CO2转化率为75%，则消耗的CO2的物质的量为8mol×75%=6mol，体积为2L，转化的浓度为3mol·L－1。则
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)
开始的浓度 4 8 0 0
转化的浓度 3 3 3 3
平衡时的浓度 1 5 3 3
用时为15min，反应速率
；
平衡常数
。
乙与甲中相同组分气体的体积分数相等，甲中反应正向进行，生成的CO和H2O相同，则乙不管是正向进行还是逆向进行，CO和H2O的物质的量必须相等，y=z。乙与甲中相同组分气体的体积分数相等，对于前后体积相等的反应，各反应物要成比例。在甲中CO2和H2的比例为1：2，则将乙中的CO和H2完全转化为CO2和H2，乙中CO2的物质的量为ω+y，H2的物质的量为x+y。
，则y=x-2ω；
(2)看图像中曲线，随着温度的升高，乙苯的转化率升高，说明升高温度，平衡正向移动。根据所学，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，正反应为吸热反应，则△H>0。在同一温度下，可以发现p3时，乙苯的转化率最高。该反应为气体体积增大的反应，增大压强，平衡向气体体积减小的反应移动，为逆反应方向，乙苯的转化率降低。说明p3表示的压强最小，则得到其关系为p1>p2>p3；
(3)达到化学平衡是正反应速率等于逆反应速率，
正=逆，即k正c(CO)c(NO2)=k逆c(CO2)c(NO)。平衡常数K的表示为
。转变形式有
，则k正/k逆=K。
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