Question

高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)之一如下：FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）（正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)），其平衡常數(shù)可表示為：K=

c(CO2)

c(CO)

，已知1100℃時(shí)K=0.263．
（1）溫度升高，化學(xué)平衡移動(dòng)后達(dá)到新的平衡，高爐內(nèi)CO₂和CO的體積比值

 

；平衡常數(shù)K值

 

（選填“增大”“減小”或“不變”）．
（2）1100℃時(shí)測得高爐中c（CO₂）=0.025mol?L-1、c（CO）=0.1mol?L-1，在這 種情況下，該反應(yīng)是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)

 

（選填“是”或“否”），此時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率是v_正

 

v_逆（選填“大于”“小于”或“等于”）；
（3）目前工業(yè)上可用CO₂來生產(chǎn)燃料甲醇，有關(guān)反應(yīng)為：
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol^-1．現(xiàn)向體積為1L的密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，反應(yīng)過程中測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示．
①從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

 

；
②若改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則平衡常數(shù)

 

（填序號）
a．可能不變    b．可能減小   c．可能增大   d．不變、減小、增大皆有可能．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,反應(yīng)速率的定量表示方法,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，根據(jù)平衡移動(dòng)的方向判斷高爐內(nèi)CO₂和CO的體積比值變化以及平衡常數(shù)K值；
（2）反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，計(jì)算濃度商，與平衡常數(shù)比較，可判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)并判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向；
（3）①由圖可知，10min到達(dá)平衡，平衡時(shí)甲醇的濃度變化為0.75mol/L，根據(jù)濃度變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比氫氣的濃度變化量，根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算v（H₂）；
②根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素判斷．

解答： 解：（1）化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度升高，化學(xué)平衡正向進(jìn)行，化學(xué)平衡移動(dòng)后達(dá)到新的平衡，高爐內(nèi)CO₂和CO的體積比值增大；依據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)概念和計(jì)算式判斷平衡常數(shù)增大，
故答案為：增大；增大；
（2）1100℃時(shí)測得高爐中c（CO₂）=0.025mol?L^-1，c（CO）=0.1mol?L^-1，在這種情況下，難度商Qc=

c(CO2)

c(CO)

=

0.25mol/L

0.1mol/L

=0.25＜K=0.263，所以此時(shí)反應(yīng)未達(dá)到化學(xué)平衡，反應(yīng)正向進(jìn)行，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率；故答案為：否；大于；
（3）①由圖可知，10min到達(dá)平衡，平衡時(shí)甲醇的濃度變化為0.75mol/L，由方程式CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O可知，氫氣的濃度變化等于甲醇的濃度變化量為0.75mol/L×3=2.25mol/L，故v（H₂）=

2.25mol/L

10min

=0.225mol/（L?min），
故答案為：0.225mol/（L?min）；
②化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，當(dāng)不改變溫度，使平衡向右移動(dòng)時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)不變，正反應(yīng)放熱，當(dāng)降低溫度使平衡向右移動(dòng)時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)減小，故答案為：ac．

點(diǎn)評：本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算判斷，關(guān)鍵理解平衡常數(shù)是隨溫度變化，平衡常數(shù)的計(jì)算應(yīng)用，濃度商和平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)是否平衡，反應(yīng)進(jìn)行的方向，題目難度中等．