Question

(1)一定条件下铁可以和CO₂发生反应：Fe(s)+CO₂(g)FeO(s)+CO(g)。一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO₂气体，反应过程中CO₂气体和 CO气体的浓度与时间的关系如图所示：

①t₁时，正、逆反应速率的大小关系为v_正_____v_逆(填“＞”、“＜”或“＝”)

②4min内，CO的平均反应速率v(CO)=_____。

③下列条件的改变能减慢其反应速率的是________(填字母，下同)。

a．降低温度     b．减少铁粉的质量    c．保持压强不变，充入He使容器的体积增大   d．保持容积不变，充入He使体系压强增大

(2)下列描述能说明上述反应已达到平衡状态的是_____。

a．v(CO₂)=v(CO)

b．单位时间内生成n mol CO₂的同时生成n mol CO₂

c．容器中气体压强不随时间变化而变化

d．容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化

Answer

＞ 0.125 mol∙L-1∙min-1 ac bd

【解析】

t1时没有达到化学平衡状态，平衡正向移动；根据v(CO)=计算；根据化学反应速率的影响因素判断；根据化学平衡状态的特征进行判断。

(1)①根据图象可知，在t1后，CO浓度增大、CO2浓度减小，说明反应未达到平衡，正向进行，因此v正＞v逆；

②根据图象可知，4分钟内CO的平均反应速率，v(CO)==0.125 mol∙L-1∙min-1；

③a．降低温度，物质的内能降低，活化分子数减小，有效碰撞次数减少，化学反应速率降低，故a符合题意；

b．由于固体的浓度不变，所以减少铁粉的质量，物质的反应速率不变，故b不符合题意；

c．保持压强不变，充入He使容器的体积增大，反应体系中物质浓度降低，单位体积内活化分子数减少，有效碰撞次数减少，化学反应速率降低，故c符合题意；

d．保持体积不变，充入He使体系压强增大，由于体系内的物质浓度不变，所以化学反应速率不变，故d不符合题意；

故答案为：ac；

(2)a．未指明反应是正向还是逆向进行，因此不能判断是否为平衡状态，故a错误；

b．单位时间内生成nmolCO2的同时必然会消耗n molCO，又生成n mol CO，则CO的物质的量不变，反应达到平衡状态，故b正确；

c．该反应是反应前后气体体积不变的反应，任何条件下体系的压强都不变，因此不能据此判断反应是否为平衡状态，故c错误；

d．反应前后气体的体积不变，而气体的质量会发生变化，则气体的摩尔质量会发生变化，由于摩尔质量当以g/mol为单位时，数值上等于物质的相对分子质量，所以若容器中气体的平均分子量不随时间而变化，则反应达到平衡状态，故d正确；

故答案为：bd。