14.(16分)已知化学反应①:Fe(s)+CO2(g)  FeO(s)+CO(g),其平衡常数为K1;化学反应②:Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g),其平衡常数为K2,在温度973 K和1173 K情况下,K1K2的值分别如下:

温度
K1
K2
973 K
1.47
2.38
1173 K
2.15
1.67

请填空:

(1)通过表格中的数值可以推断:反应①是________(填“吸热”或“放热”)反应.

(2)现有反应③:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),请你写出该反应的平衡常数K3的数学表达式:K3=________.

(3)根据反应①与②可推导出K1K2K3之间的关系式________,据此关系式及上表数据,也能推断出反应③是________(填“吸热”或“放热”)反应.

(4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施有________(填写字母序号).

A.缩小反应容器的容积

B.扩大反应容器的容积

C.升高温度

D.使用合适的催化剂

E.设法减小平衡体系中的CO的浓度

(5)图甲、乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化 

的情况:

①图甲中t2时刻发生改变的条件是_____________________________________.

②图乙中t2时刻发生改变的条件是_______________________________________.

解析:(1)由表中数据知,升高温度,K1增大,K2减小,说明反应①为吸热反应,反

应②为放热反应.

(2)(3)由反应①知,K1=,由反应②知,K2=;①-②得反应③,且K3==,可知反应③为吸热反应.

(4)反应③为气体体积不变的吸热反应,因此升高温度,减少生成物CO的浓度均可使平衡向正反应方向移动.

(5)图甲中,t2时刻化学平衡没有移动,反应速率加快,因此t2时刻增大压强或使用催化剂;图乙中,发生的反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,t2t3时间段,化学平衡向正反应方向移动,因此,对比0→t1t2t3图象变化可知,t2时刻降低温度或设法分离出H2.

答案:(1)吸热 (2)K3

(3)K3K1× 吸热 (4)CE

(5)①增大压强或使用催化剂

②降低温度或从体系中分离出H2

12.(14分)在2 L密闭容器内,800℃时反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:

时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007

(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=__________.已知:K300K350,则该反应是________热反应.

(2)图中表示NO2的变化的曲线是________.用O2表示从0-2 s内该反应的平均速率v=________.

 (3)能说明该反应已达到平衡状态的是________.

a.v(NO2)=2v(O2)

b.容器内压强保持不变

c.v(NO)=2v(O2)

d.容器内密度保持不变

(4)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是________.

a.及时分离出NO2气体

b.适当升高温度

c.增大O2的浓度

d.选择高效催化剂

解析:(1)由于K300K350,所以,升高温度化学平衡向逆反应方向移动,该反应的正反应为放热反应.

(2)由于NO2的变化量与NO的变化量相等,是O2变化量的2倍,但曲线的变化方向相反,由此可确定b线是NO2的变化曲线.v(O2)=v(NO)=×

=1.5×103 mol/(L·s)

(3)化学平衡状态是各成分的含量保持不变的状态,原理是正逆反应的速率相等.a.v(NO2)、v(O2)没有说明是正反应速率还是逆反应速率,因此不能判断.b.容器压强不变说明容器内各气体物质的总分子数不变,由于该反应是反应前后气体分子数不等的反应,说明反应达到平衡状态.c.由v(NO)=2v(O2)可得,v(NO)=2v(O2)=2v(O2),即v(O2)=v(O2),原式能反映出正逆反应速率相等,能够说明达到平衡状态.d.密闭容器不变,气体质量不变因此密度不变,而与是否进行反应无关,所以该项不能说明是否达到平衡.

(4)a.是减少物质,所以不能增大反应速率,错误;b.升高温度平衡向逆反应方向移动,错误;c.正确;d.催化剂只能改变反应速率,不能使化学平衡发生移动,错误.

答案:(1)K= 放

(2)b 1.5×103mol/(L·s)

(3)b、c

(4)c

 0  376721  376729  376735  376739  376745  376747  376751  376757  376759  376765  376771  376775  376777  376781  376787  376789  376795  376799  376801  376805  376807  376811  376813  376815  376816  376817  376819  376820  376821  376823  376825  376829  376831  376835  376837  376841  376847  376849  376855  376859  376861  376865  376871  376877  376879  376885  376889  376891  376897  376901  376907  376915  447090 

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