Question

设反应①Fe(s)＋CO₂(g)FeO(s)＋CO(g)的平衡常数为K₁；反应②Fe(s)＋H₂O(g)FeO(s)＋H₂(g)的平衡常数为K₂。测得在不同温度下，K₁、K₂值如下：

温度/℃	K1	K2
500	1.00	3.15
700	1.47	2.26
900	2.40	1.60

(1)若500 ℃时进行反应①，CO₂的转化率为_______________。

(2)900 ℃时进行反应③H₂(g)＋CO₂(g)H₂O(g)＋CO(g)，其平衡常数K₃＝______________。

(3)反应②的焓变ΔH____________(填“>”、“<”或“＝”)0。

(4)700 ℃时反应②达到化学平衡，要使该平衡向正反应方向移动，当其他条件不变时，可采取的措施有___________________________________。

A．缩小容器容积       B．加入更多的水蒸气  

C．升高温度至900 ℃   D．使用合适的催化剂

(5)下列图像符合反应①的是________________________。

Answer

50% 1.50 < B A

【解析】

根据勒夏特列原理判断温度升高时，反应平衡常数变化与反应热的对应关系，并基于反应热分析使平衡正向移动的条件，据此回答问题。

(1)若500 ℃时进行反应①，反应平衡常数K=，即反应生成的一氧化碳的浓度等于反应剩余的二氧化碳的浓度，根据气体反应系数比为1：1可知，CO2的转化率为50%。

(2)900 ℃时进行反应③H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)，其平衡常数K3＝。

(3)根据表格可知，温度升高，反应平衡常数减小，反应逆向移动，正反应为放热反应，故反应②的焓变ΔH< 0。

(4)700 ℃时反应②达到化学平衡，该反应正反应放热，且反应前后气体体积不变，故要使该平衡向正反应方向移动，当其他条件不变时，可采取的措施为B。

A．缩小容器容积，不改变平衡状态，A错误；

B．加入更多的水蒸气 ，增大反应物，平衡正向移动，B正确；

C．升高温度至900 ℃，根据勒夏特列原理，反应逆向移动，C错误；

D．使用合适的催化剂，不改变反应平衡，D错误。

答案为B。

(5)反应①温度升高，平衡常数增大，反应正向移动，正反应为吸热反应，且反应前后气体体积不变，故：

A. 温度升高，正反应速率大于逆反应速率，反应正向移动，符合反应①；

B. 在最高点时，反应处于平衡状态，当温度高于最高点对应的温度，CO的含量降低，平衡向逆反应移动，说明图像表示正反应为放热反应，不符合反应①；

C.到达平衡的时间越短，速率越快，温度越高，说明T1温度高于T2，但T1的一氧化碳含量低于T2，平衡向逆反应方向移动，说明反应正方向放热，不符合反应①。

答案为A。