Question

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气体的浓度变化与时间的关系如图所示。

（1）t₁min时，正、逆反应速率的大小关系为v_正__v_逆（填“>”“<”或“=”）.

（2）0～4min内，CO₂的转化率为__，CO的平均反应速率，v(CO)=__。

（3）下列条件的改变能减慢上述反应的反应速率的是__（填序号，下同）。

①降低温度    ②减少铁粉的质量    ③保持压强不变，充入He使容器的体积增大    ④保持体积不变，充入He使体系压强增大

（4）下列选项能说明上述反应已达平衡状态的是__。

①v(CO₂)=v(CO)

②单位时间内生成nmolCO₂的同时生成nmolCO

③容器中气体压强不随时间的变化而变化

④容器中气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化

Answer

> 71.4% 0.125mol/(L·min) ①③ ②④

【解析】

（1）反应往正方向进行则，反应往逆方向进行则；

（2），，以此计算；

（3）根据影响化学反应速率的因素进行判断；

（4）当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。

（1）根据图象可知，在后，CO浓度增大、浓度减小，说明时反应未达到平衡，反应正向进行，因此，故答案为：>；

（2）根据图象可知，反应开始时的浓度是0.7mol/L，4min时浓度是0.2mol/L，所以0～4min内，的转化率为；0～4min内CO的平均反应速率，故答案为：71.4%；0.125mol/(L·min)；

（3）①降低温度，化学反应速率降低，①符合题意；

②由于固体的浓度始终不变，所以减少铁粉的质量对反应速率没有影响，②不符合题意；

③保持压强不变，充入He使容器的体积增大，反应体系中各气体的浓度降低化学反应速率降低，③符合题意；

④保持体积不变，充入He使体系压强增大，由于体系中各气体的浓度不变，所以化学反应速率不变，④不符合题意；

故答案为：①③；

（4）①未指明正、逆反应速率，因此不能判断是否为平衡状态，①错误；

②单位时间内生成的同时必然会消耗，又生成，则CO的物质的量不变，反应达到平衡状态，②正确；

③该反应是反应前后气体体积不变的反应，即体系的压强始终不变，因此不能据此判断反应是否为平衡状态，③错误；

④若容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化，因该反应不是纯气体反应，说明气体的质量不再发生变化，则反应达到平衡状态，④正确；

故答案为：②④。