Question

已知：反应①②③的平衡常数（K）与反应热（△H）的部分相关数据如表所示．

反应	平衡常数（K）		反应热（△H）
	900℃	1100℃	900℃
①Fe（s）+CO2（g）   FeO（s）+CO（g）	1.98	2.15	akJ/mol
②Fe（s）+H2O（g）  FeO（s）+H2（g）	1.98	1.47
③CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）			ckJ/mol

请各级表中相关信息回答：
（1）反应①为

 

（填“放热”或“吸热”）反应；反应②的反应热△H=

 

kJ/mol（用含a、c的代数式表示）．
（2）一定温度下，某固定容积的容器中发生反应②，下列选项中可判断该反应已达到平衡状态的是

 

（填选项字母）．
A．混合气体的密度不变
B．容器内的总压强恒定
C．混合气体中H₂百分含量不变
D．容器内H₂（g）和H₂O物质的量浓度之比为1：1
（3）如图中曲线表示反应③在T₁℃时CO₂的物质的量n（CO₂）随时间（t）的变化趋势，请在图中画出T₂℃时（T₂＞T₁），n（CO₂）随时间（t）的变化趋势．
（4）900℃，向容积为2L的密闭容器中充入1.20mol CO（g）和0.6molH₂O（g）发生反应③，反应进行到5min时达到平衡，则5min内，用H₂表示的反应速率为

 

；平衡时，c（CO）=

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡状态的判断

专题：

分析：（1）反应平衡常数和温度有关，对放热反应，温度高，K越小，温度越低，K越大，根据盖斯定律计算反应的焓变；
（2）根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
（3）根据温度升高反应速率的变化以及平衡的移动来回答；
（4）根据三行式结合v=

△c

△t

来计算即可．

解答： 解：（1）根据反应①知道：温度升高，K增大，所以反应①是吸热反应，吸热；反应②可以看成是③+①得到，所以反应②的反应热△H=（a+c）kJ/mol，故答案为：吸热；a+c；
（2）A．混合气体的密度等于质量和体积的比值，质量变化，体积不不变，密度变化，当密度不变，达到了平衡，故A正确；
B．反应是前后体积不变的反应，所以容器内的总压强恒定，不一定平衡，故B错误；
C．混合气体中H₂百分含量不变是平衡状态的特征，故C正确；
D．容器内H₂（g）和H₂O物质的量浓度之比为1：1，不能证明达到了平衡，故D错误．
故选AC．
（3）反应②中，温度升高，K减小，是放热反应，反应①是吸热反应，a＞0，反应②的反应热△H=（a+c）kJ/mol＜0，所以c＜0，即反应③是放热反应，该反应中，温度升高，反应速率加快，平衡逆向移动，所以
二氧化碳的物质的量减小，图象是，故答案为：．
（4）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
初始浓度：0.6     0.3      0      0
变化浓度：x       x        x      x
平衡浓度：0.6-x   0.3-x    x      x
反应③=②-①，所以反应③的K=1，即

x2

(0.6-x)?(0.3-x)

=1，解得x=0.2mol/L，所以5min内，用H₂表示的反应速率为

0.2mol/L

5min

=0.04mol/（L?min），平衡时，c（CO）=0.6mol/L-0.2mol/L=0.4mol/L，
故答案为：0.04 mol/（L?min）；0.4 mol/L．

点评：本题考查图象分析判断、反应速率计算应用、平衡常数计算判断、平衡影响因素以及盖斯定律的应用知识，综合性强，题目难度中等．