Question

已知

Fe(s)＋CO₂(g)FeO(s)＋CO(g) K₁ ①

Fe(s)＋H₂O(g)FeO(s)＋H₂(g) K₂ ②

H₂(g)＋CO₂(g)H₂O(g)＋CO(g)K₃ ③

又已知不同温度下，K₁、K₂值如右表：

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

（1）判断反应③达到化学平衡状态的依据是____________。

a．混合气体的平均摩尔质量不变

b．混合气体中c(CO)不变

c．v(H₂O)_正＝v(H₂)_逆

d．断裂2 mol H—O键的同时生成1 mol H—H键

（2）若500 ℃时进行反应①，CO₂起始浓度为2 mol·L^－1,2分钟后建立平衡，则CO₂转化率为________，用CO表示的速率为________________。

（3）下列图象不符合反应②的是___________(填序号)(图中v是速率，φ为混合物中H₂的体积百分含量)。

（4）900 ℃进行反应③，其平衡常数K₃为____________(求具体数值)，焓变ΔH__________0(填“>”“＝”或“<”)，理由是______________。

Answer

bc 50% 0.5 mol·L－1·min－1 A 1.50 > 500℃时K3=，900℃时K3=1.5，说明温度升高，平衡正向移动，K增大，正反应是吸热反应。或温度升高，K1增大，K减小，则△H1>0，则△H2<0，△H3= △H1-△H2>0。

【解析】

(1)a．由方程式可知反应③反应前后混合气体的总质量和总物质的量不变，所以平均摩尔质量不变不能作为判断达到平衡的依据，故a错误；

b．混合气体中c(CO)不变说明正逆反应速率相等，该反应已经达到了化学平衡状态，故b正确；

c．该反应中水与氢气的化学计量数相等，所以v(H2O)正＝v(H2)逆说明正逆反应速率相等，该反应已经达到了化学平衡状态，故c正确；

d．根据化学方程式可知，断裂2 mol H-O键的同时一定生成1 mol H-H键，与化学平衡无关，故d错误；

故答案为bc；

(2)反应Fe(s)+CO2(g)═FeO(s)+CO(g)的平衡常数k==1，由表中数据可知，对于反应①，令平衡时参加反应的二氧化碳的物质的量浓度减小为xmol/L，则：

Fe（s）+CO2（g）═FeO（s）+CO（g）

c开始(mol/L)： 2 0

c变化(mol/L)： x x

c平衡(mol/L)： 2-x x

所以=1，解得x=1，故二氧化碳的转化率为×100%=50%；CO表示的平均速率v(CO)= =1mol/(L•min)。

故答案为50%；1mol/(L•min)；

(3)A．由图可知，升高温度，平衡向正反应移动，故图象表示正反应吸热反应，反应②正反应是放热反应，图象与实际不相符合，故A选；

B．由图可知，最高点到达平衡，温度升高，混合物中氢气的含量降低，平衡向逆反应进行，故图象表示正反应为放热反应，反应②正反应是放热反应，图象与实际相符，故B不选；

C．由图可知，温度T2先到达平衡，故温度T2＞T1，随温度升高达到平衡时，混合物中氢气的含量降低，平衡向逆反应进行，故图象表示正反应为放热反应，反应①正反应是放热反应，图象与实际相符，故C不选；

D．由于铁为固体，其他条件不变时，增加铁的量化学反应速率基本不变，故D不选。

故答案为A；

(4)根据勒夏特列原理可知，化学反应①-②=③，所以900℃时，K3==1.5；500℃时K3=，900℃时K3=1.5，说明温度升高，平衡正向移动，K增大，正反应是吸热反应，即900℃时，△H>0。或温度升高，K1增大，K2减小，则△H1>0，则△H2<0，△H3=△H1-△H2>0。

故答案为1.50；>；500℃时K3=1/3.15，900℃时K3=1.5，说明温度升高，平衡正向移动，K增大，正反应是吸热反应。或温度升高，K1增大，K减小，则△H1>0，则△H2<0，△H3=△H1-△H2>0。