Question

（共12分）红矾钠(重铬酸钠：Na₂Cr₂O₇·2H₂O)是重要的化工原料，工业上用铬铁矿(主要成分是FeO·Cr₂O₃)制备红矾钠的过程中会发生如下反应：4FeO（s）＋Cr₂O₃(s)＋8Na₂CO₃(s)＋7O₂(g)8Na₂CrO₄(s)＋2Fe₂O₃(s)＋8CO₂(g) ΔH<0

（1）请写出上述反应的化学平衡常数表达式：K＝__________________。

（2）图1、图2表示上述反应在t₁时达到平衡，在t₂时因改变某个条件而发生变化的曲线。

由图1判断，反应进行至t₂时，曲线发生变化的原因是________________(用文字表达)；

由图2判断，t₂到t₃的曲线变化的原因可能是________(填写序号)。

a．升高温度      b．加了催化剂      c．通入O₂      d．缩小容器体积

（3）工业上可用上述反应中的副产物CO₂来生产甲醇：CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g)，

①已知该反应能自发进行，则下列图像正确的是________________

②在容积为2L的密闭容器中，由CO₂和H₂合成甲醇，在其他条件不变得情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如图所示（注：T₁、T₂均大于300℃）；下列说法正确的是______（填序号）

A．温度为T₁时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率：v(CH₃OH)=    mol·L^-1·min^-1

B．该反应在T₁时的平衡常数比T₂时的小

C．该反应为放热反应

D．处于A点的反应体系从T₁变到T₂，达到平衡时增大

③在T₁温度时，将1molCO₂和3molH₂充入一密闭恒容器中，充分反应达到平衡后，CO₂转化率为a，则容器内的压强与起始压强之比为___________。

Answer

（1） ；（2）对平衡体系降温，平衡正向移动，CO2浓度增大，O2浓度减小，b；

（3）①A C； ②C D；③1-0．5a。

【解析】

试题分析：（1）化学平衡常数：达到化学平衡，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积，固体和纯液体不能写入化学平衡常数表达式，即K=c8(CO2)/c7(O2)；（2）t2时，两种气体与原平衡相同，t2以后CO2浓度增加，O2的浓度降低，说明平衡正向移动，可能影响的因素是温度，即降低温度，t2到t3化学平衡不移动，根据勒夏特列原理，使用催化剂，对化学平衡无影响，故选项b正确；（3）①此反应△S<0，因为能自发进行，因此△H<0，A、根据勒夏特列原理，随温度的升高，化学平衡向逆反应方向进行，化学平衡常数只受温度的影响，化学平衡常数：达到化学平衡，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，因此随温度升高化学平衡常数降低，故正确；B、化学反应速率受温度的影响，温度越高，化学反应速率升高，错误；C、开始时反应向正反应方向进行，甲醇升高，当达到平衡时甲醇的浓度最大，此反应属于放热反应，升高温度向逆反应方向进行，甲醇的浓度降低，故正确；D、随温度升高，平衡向逆反应方向进行，氢气的浓度增加，氢气的体积分数增大，故错误；②A、反应速率：浓度的变化值/时间，不是物质的量变化值，故错误；B、先拐先平衡，T2>T1，此反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，K2T1，随温度的升高甲醇的物质的量减小，说明升高温度，平衡向逆反应方向进行，根据勒夏特列原理，正反应方向是放热反应，故正确；D、温度升高，平衡向逆反应方向进行，氢气物质的量增大，甲醇的物质的量降低，因此比值增大，故正确；③ CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)

起始物质的量： 1 3 0 0

变化物质的量： a 3a a a

平衡物质的量：1－a 3－3a a a

压强之比等于物质的量之比，P：P起=(1－a＋3－3a＋a＋a)：(1＋3)=（2－a)：2。

考点：考查化学平衡常数、影响化学平衡的因素、影响化学反应速率因素、化学平衡的计算等知识。