已知下列两个反应：反应Ⅰ：反应Ⅱ：反应Ⅰ的化学平衡常数与温度的关系如下表所示：T/K500750100013000.40.6411.5请回答下列问题：

1. 已知下列两个反应：

反应Ⅰ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应Ⅱ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应Ⅰ的化学平衡常数 $\text{[math]}$ 与温度的关系如下表所示：

T/K	500	750	1000	1300
$\text{[math]}$	0.4	0.64	1	1.5

请回答下列问题：

(1) 写出反应Ⅰ平衡常数表达式。

(2) 若反应Ⅱ的化学平衡常数为 $\text{[math]}$ ，则500K时， $\text{[math]}$ 。

(3) 反应Ⅰ的 $\text{[math]}$ (填“>”、“<”或“=”)0，若压缩容器体积， $\text{[math]}$ 的平衡转化率(填“增大”、“减小”或“不变)。

(4) 温度为750K时，向某恒容密闭容器中通入一定量的CO和 $\text{[math]}$ 进行反应Ⅱ，下列能判断反应Ⅱ已达到平衡的依据是___________(填标号)。 A. 容器中的压强不再改变 B. 混合气体的密度不再改变 C. 每断裂1mol H―H键，同时断裂2mol H―O键 D. $\text{[math]}$

(5) 向容积为5L的绝热恒容密闭容器中通入0.5mol $\text{[math]}$ 和0.3mol $\text{[math]}$ 进行反应Ⅰ，30s时反应达到平衡，此时 $\text{[math]}$ 的转化率为30%，则0~30s内，该反应的平均反应速率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

【考点】

化学平衡常数; 化学平衡移动原理; 化学平衡状态的判断; 化学反应速率和化学计量数的关系;

【答案】

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填空题普通

1. 化石燃料的综合利用既能减少污染，又能提高资源利用率。其常用的方法包括煤的气化、液化以及转化为有机产品等。

(1) 利用反应C(s)+H₂O(g)⇌CO(g)+H₂(g) ∆H =+131 kJ·mol ^-1可将煤气化。向某恒容密闭容器中充入1molC和1 mol H₂O(g)。

①该反应能在(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下自发。

②T℃时，能判断反应已达到平衡状态的是(填标号)。

A．混合气体的密度保持不变　　B．CO的体积分数保持不变

C．υ_消耗(H₂O)=υ_生成(H₂) 　　D．CO、H₂的物质的量之比不再改变

(2) 利用反应CO₂(g)+3H₂ (g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g)合成甲醇。向2L恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂ ，在不同催化剂下，相同时间内测得CO₂的转化率随温度的变化如下图所示。

①催化效果最佳的是催化剂(填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。

② $\text{[math]}$ 时，平衡常数K=(保留三位有效数字)。

(3) 利用反应CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g)合成甲醇。在容积为1L的密闭容器中，充入1 mol CO和2 mol H₂ ，测得CO和CH₃OH的浓度随时间变化如图。

①从4min到9min，υ(CO)=mol·L^-1·min^-1。

②平衡时H₂的转化率为。

③平衡时混合气体中CH₃OH(g)的体积分数是。

填空题普通

2. 高炉炼铁中发生的基本反应之一为FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO₂(g)　ΔH<0。已知1 100 ℃时，该反应的平衡常数K=0.263。

(1) 该反应的平衡常数表达式为K=；若升高温度，则该可逆反应达到新的平衡时，其平衡常数K值将(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2) 1 100 ℃时，测得高炉中c(CO)=0.1 mol·L^-1 ， c(CO₂)=0.025 mol·L^-1 ，在这种情况下该反应是否处于化学平衡状态？(填“是”或“否”)。此时化学反应速率v_正v_逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，反应向(填“正”或“逆”)反应方向进行。

(3) 一定温度时，保持容器容积不变，下列不能说明反应达到平衡的是_______。 A. CO₂的浓度不变 B. v(CO) ：v(CO₂)=1：1 C. 混合气体的密度不变 D. 混合气体的平均相对分子质量不变

(4) 欲提高CO的平衡转化率，可采取的措施是。

A.减少Fe B.增加FeO C.移出CO₂D.提高反应的温度 E.减小容器的体积 F.加入合适的催化剂

填空题普通

3. (1)反应Fe(s)＋CO₂(g) $\text{[math]}$ FeO(s)＋CO(g)　ΔH₁ ，平衡常数为K₁；反应Fe(s)＋H₂O(g) $\text{[math]}$ FeO(s)＋H₂(g)　ΔH₂ ，平衡常数为K₂；在不同温度时K₁、K₂的值如下表：

	700 ℃	900 ℃
K₁	1.47	2.15
K₂	2.38	1.67

①反应CO₂(g)＋H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)＋H₂O(g)　ΔH的平衡常数为K，则ΔH＝(用ΔH₁和ΔH₂表示)，K＝(用K₁和K₂表示)，且由上述计算可知，反应CO₂(g)＋H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)＋H₂O(g)是反应(填“吸热”或“放热”)。

②能判断CO₂(g)＋H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)＋H₂O(g)达到化学平衡状态的依据是(填字母)。

A．容器中压强不变　　 B．混合气体中c(CO)不变

C．v_正(H₂)＝v_逆(H₂O) D．c(CO)＝c(CO₂)

(2)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，发生反应：Fe(s)＋CO₂(g) $\text{[math]}$ FeO(s)＋CO(g)　ΔH>0，CO₂的浓度与时间的关系如图所示。

①该条件下反应的平衡常数为；若铁粉足量，CO₂的起始浓度为2.0 mol·L^－1 ，则平衡时CO₂的浓度为mol·L^－1。

②下列措施中能使平衡时 $\text{[math]}$ 增大的是(填字母)。

A．升高温度 B．增大压强

C．充入一定量的CO₂ D．再加入一定量铁粉

填空题普通