Question

运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。

(1)反应ⅠFe(s)＋CO₂(g) FeO(s)＋CO(g)　ΔH₁，平衡常数为K₁；

反应ⅡFe(s)＋H₂O(g) FeO(s)＋H₂(g)　ΔH₂，平衡常数为K₂；

在不同温度K₁、K₂值如下表：

	700 ℃	900 ℃
K1	1.47	2.15
K2	2.38	1.67

①由表中判断，反应Ⅰ为中ΔH₁______ (填“<”或“=”或“>”) 0。

②反应CO₂(g)＋H₂(g) CO(g)＋H₂O(g)　ΔH平衡常数为K，则K＝________(用K₁和K₂表示)。

③能判断CO₂(g)＋H₂(g) CO(g)＋H₂O(g)达到化学平衡状态的依据是________(填字母)。

A.容器中压强不变             B.混合气体中c(CO)不变

C.v_正(H₂)＝v_逆(H₂O)           D.c(CO)＝c(CO₂)

E.容器内的气体密度不变       F.混合气体的平均摩尔质量不变。

(2)在不同温度和压强下合成氨，起始时投入氮气和氢气的物质的量分别为1mol、3mol。平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如图。

①P₁_______P₂ (填“>”“=” “<”或“不确定”，)。

②C点H₂的转化率为________。

Answer

> BC < 66.7﹪

【解析】

(1)①利用化学平衡常数只受温度的影响，与浓度无关，然后利用温度对化学平衡移动影响进行分析；

②利用化学平衡常数表达式进行分析；

③利用化学平衡状态的定义进行分析；

(2)①利用等问下，压强对化学平衡移动的影响进行分析；

②利用“三段式法”进行计算；

(1)①根据表格中数据，温度升高，K1增大，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，即△H1>0；

②根据化学平衡常数的定义，K1=，K2=，K=,推出K=；

③A. 该反应的特点：反应前后气体系数之和相等，即反应前后气体物质的量不变，从而推出压强不变，不能说明反应达到平衡，故A不符合题意；

B. 根据化学平衡状态的定义，当c(CO)不再改变，说明反应达到平衡，故B符合题意；

C. v正(H2)表示向正反应方向进行，v逆(H2O)表示向逆反应方向进行，且H2和H2O的系数相同，v正(H2)＝v逆(H2O)能够说明反应达到平衡，故C符合题意；

D. 通过两者浓度相等，不能说明反应达到平衡，故D不符合题意；

E. 反应前后气体系数之和相等，因此气体总体积保持不变，组分都是气体，气体总质量保持不变，因此密度不变，不能说明反应达到平衡，故E不符合题意；

F. 反应前后气体系数之和相等，即气体物质的量保持不变，气体总质量保持不变，因此平均摩尔质量不变，不能说明反应达到平衡，故F不符合题意；

(2)①合成氨的反应方程式为N2＋3H2 2NH3，相同条件下，压强越大，平衡向正反应方向进行，NH3体积分数增大，即P2>P1；

②，C点氨的体积分数为×100%=50%，解得x=，则H2的转化率为×100%≈66.7%。