Question

高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）（正反应是吸热反应），其平衡常数可表示为：K=

c(CO2)

c(CO)

，已知1100℃时K=0.263．
（1）温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO₂和CO的体积比值

 

；平衡常数K值

 

（选填“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，该反应是否处于化学平衡状态

 

（选填“是”或“否”），此时，化学反应速率是v_正

 

v_逆（选填“大于”“小于”或“等于”）；
（3）目前工业上可用CO₂来生产燃料甲醇，有关反应为：
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol^-1．现向体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，反应过程中测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间的变化如图所示．
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=

 

；
②若改变条件使平衡向正反应方向移动，则平衡常数

 

（填序号）
a．可能不变    b．可能减小   c．可能增大   d．不变、减小、增大皆有可能．

Answer 1

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

专题：化学平衡专题

分析：（1）升高温度平衡向吸热方向移动，根据平衡移动的方向判断高炉内CO₂和CO的体积比值变化以及平衡常数K值；
（2）反应是吸热反应，计算浓度商，与平衡常数比较，可判断反应是否达到平衡状态并判断反应进行的方向；
（3）①由图可知，10min到达平衡，平衡时甲醇的浓度变化为0.75mol/L，根据浓度变化量之比等于化学计量数之比氢气的浓度变化量，根据v=

△c

△t

计算v（H₂）；
②根据化学平衡常数的影响因素判断．

解答： 解：（1）化学反应是吸热反应，温度升高，化学平衡正向进行，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO₂和CO的体积比值增大；依据化学平衡常数概念和计算式判断平衡常数增大，
故答案为：增大；增大；
（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，难度商Qc=

c(CO2)

c(CO)

=

0.25mol/L

0.1mol/L

=0.25＜K=0.263，所以此时反应未达到化学平衡，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率；故答案为：否；大于；
（3）①由图可知，10min到达平衡，平衡时甲醇的浓度变化为0.75mol/L，由方程式CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O可知，氢气的浓度变化等于甲醇的浓度变化量为0.75mol/L×3=2.25mol/L，故v（H₂）=

2.25mol/L

10min

=0.225mol/（L?min），
故答案为：0.225mol/（L?min）；
②化学平衡常数只与温度有关，当不改变温度，使平衡向右移动时，化学平衡常数不变，正反应放热，当降低温度使平衡向右移动时，化学平衡常数减小，故答案为：ac．

点评：本题考查了化学平衡常数的计算判断，关键理解平衡常数是随温度变化，平衡常数的计算应用，浓度商和平衡常数比较判断反应是否平衡，反应进行的方向，题目难度中等．