Question

铁及其化合物在生产生活中应用最广泛，炼铁技术和含铁新材料的应用倍受关注。由此产生的等废气处理意义重大。

（1）将应用于生产清洁燃料甲醇，既能缓解温室效应的影响，又能为能源的制备开辟新的渠道。其合成反应为。如图为平衡转化率和温度、压强的关系，其中压强分别为。据图可知，该反应为_______反应（填“吸热”或“放热”）。设的初始浓度为，根据时的数据计算该反应的平衡常数_________（列式即可）。若4.0Mpa时减小投料比，则的平衡转化率曲线可能位于II线的_________（填“上方”或“下方”）。

（2）时，向某恒温密闭容器中加入一定量的和，发生反应，反应达到平衡后，在时刻，改变某条件，随时间（t）的变化关系如图1所示，则时刻改变的条件可能是______（填写字母）。

a 保持温度不变，压缩容器              b 保持体积不变，升高温度

c 保持体积不变，加少量碳粉            d 保持体积不变，增大浓度

   

（3）在一定温度下，向某体积可变的恒压密闭容器（p总）加入1molCO₂与足量的碳，发生反应，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图2所示，①650℃时，该反应达平衡后吸收的热量是___________KJ。②T℃时，若向平衡体系中再充入的混合气体，平衡_______________（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。

（4）已知25℃时，，此温度下若在实验室中配制100mL 5 mol∙L⁻¹FeCl₃溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入2 mol∙L⁻¹的盐酸___________mL（忽略加入盐酸体积）。

Answer

放热 上方 d 43 逆向 2.5

【解析】

⑴先通过温度升高，转化率变化，平衡移动进行分析；先根据相同温度时，从下到上，看转化率来判断I、II、III的压强，再建立三段式得到平衡常数；减小投料比，相当于CO2的量不变，增加H2的物质的量来分析转化率。

⑵a. 保持温度不变，压缩容器，浓度变大，正逆反应速率加快，由于等体积反应，平衡不移动；b. 保持体积不变，升高温度，正逆反应速率瞬时都加快，建立平衡时，正反应速率减小，逆反应速率增加；c. 保持体积不变，加少量碳粉，速率不变；d. 保持体积不变，增大浓度，逆反应速率瞬间变大，建立平衡阶段，逆反应速率减小，正反应速率增大。

⑶①先计算平衡时CO的物质的量，再计算吸收热量；②T℃时，根据图像得出，可以将充入的混合气体拆为先向容器中充入和再充入CO气体来分析平衡移动。

⑷先根据溶度积计算氢氧根浓度和氢离子浓度，再根据溶液稀释原理计算盐酸体积。

⑴据图可知，升高温度，转化率下降，平衡逆向移动，逆向是吸热反应，正向是放热反应；反应是体积减小的反应，定温度，从下到上，转化率增大，说明是加压，因此I为5.0MPa，II为4.0MPa，III为3.0MPa，设的初始浓度为，，根据时的数据计算该反应的平衡常数，若4.0Mpa时减小投料比，相当于CO2的量不变，增加H2的物质的量，则的平衡转化率增大，因此曲线可能位于II线的上方；故答案为：放热；；上方。

⑵a. 保持温度不变，压缩容器，浓度变大，正逆反应速率加快，由于等体积反应，平衡不移动，故a不符合题意；b. 保持体积不变，升高温度，正逆反应速率瞬时都加快，建立平衡阶段，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增加，故b不符合题意；c. 保持体积不变，加少量碳粉，速率不变，故c不符合题意；d. 保持体积不变，增大CO2浓度，逆反应速率瞬间，变大，建立平衡阶段，逆反应速率逐渐减小，正反应速率逐渐增大，故d符合题意；综上所，答案为：d。

⑶①650℃时，该反应达平衡，CO体积分数占40%，设CO物质的量为2x，则有，x=0.25mol，CO的物质的量为2x=2×0.25mol=0.5 mol，根据方程式生成2molCO吸收172.4kJ的热量，反应生成0.5molCO，则吸收的热量是；故答案为：43。

②T℃时，两者体积分数都为50%，即，可以将充入的混合气体拆为先向容器中充入时，平衡不移动，再充入CO气体，平衡逆向移动；故答案为：逆向。

⑷已知25℃时，，此温度下若在实验室中配制100mL 5 mol∙L−1FeCl3溶液， ，则，=0.05mol/L，当0.05mol/L时不出现浑浊现象，0.05mol/L×0.1L=2mol/L×V，则至少需要加入2 mol∙L−1的盐酸V=0.0025L =2.5mL；故答案为2.5。