Question

I．高爐煉鐵中發生的基本反應之一是FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）△H＞0．其平衡常數可表達為k=c（CO₂）/c（CO），已知1100℃時，k=0.263．
（1）溫度升高，平衡移動后達到新的平衡，高爐內CO₂和CO的體積比值

 

（填“增大”“減小”或“不變”），平衡常數k值

 

（填“增大”“減小”或“不變”）．
（2）1100℃時測得高爐中c（CO₂）=0.025mol?L^-1，c（CO）=0.1mol?L^-1，在這種情況下，該反應是否處于平衡狀態

 

（填“是”或“否”）．此時，化學反應速率是v（正）

 

v（逆）（填“＞”“＜”或“=”），原因是

 

II．如圖所示，溫度不變時，把某容器分割成A、B兩部分，A容器體積固定不變，B有可移動的活塞，現在A中充入2mol SO₂和1mol O₂，在B中充入2mol SO₃和 1mol N₂，在相同條件下發生可逆反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．根據下列要求填寫空白：
（1）固定活塞位置在3處不動，達到平衡時，設A中壓強為P_A，B中壓強為P_B，則P_A與P_B的關系是P_A

 

 P_B（填“＜”、“=”、“＞”）．
（2）若要使A與B中平衡狀態相同，可移動活塞的位置應在

 

處．
（3）若活塞右移到5處，達到平衡后，B中SO₃為x mol，A中SO₃為y mol，則x和y 的關系是x

 

y．（填“＜”、“=”、“＞”）．

Answer 1

分析：Ⅰ、（1）依據反應是吸熱反應，升溫會促進平衡正向進行，二氧化碳難度中等，平衡常數增大；
（2）依據二氧化碳和一氧化碳濃度計算濃度商，結合平衡常數進行比較，若Qc=K說明反應達到平衡，若Qc大于K，平衡逆向進行，Qc小于K，平衡正向進行；依據平衡移動方向判斷正逆反應速率大小；
Ⅱ、根據左右兩個容器壓強相等，從等效平衡的角度分析；
（1）充入的氮氣相當于增大體系壓強，平衡不動；
（2）根據左右兩個容器壓強相等，從等效平衡的角度分析；
（3）若使A與B中平衡狀態相同且達平衡時活塞在4.5處，則B中必須相當于3 mol SO₂和1.5 mol O₂，故應再通入SO₃ 1 mol．若活塞右移到5處，則B中壓強減小平衡向生成SO₂的方向移動．

解答：解：I．（1）FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）△H＞0．反應是吸熱反應，升溫，反應正向進行，二氧化碳濃度增大，一氧化碳濃度減小，高爐內CO₂和CO的體積比值增大，平衡常數增大，
故答案：增大；增大；  
（2）已知1100℃時，k=0.263.1100℃時測得高爐中c（CO₂）=0.025mol?L^-1，c（CO）=0.1mol?L^-1，在這種情況下，Qc=

0.025mol/L

0.1mol/L

=0.25＜0.263，故平衡向正反應方向移動，正反應速率大于逆反應速率，
故答案為：否；＞；

c(CO2)

c(CO)

=0.25＜0.263，故平衡向正反應方向移動，v（正）＞v（逆）；
II．（1）A中充入2 mol SO₂和1 mol O₂與B中充入2 mol SO₃和1 mol N₂，由于N₂與反應無關，故只占分壓．活塞在3處時相同條件下達平衡時是等效的，但B中有1 mol N₂，故壓強比A大，
故答案為：＜；
（2）A中充入2 mol SO₂和1 mol O₂與B中充入2 mol SO₃和1 mol N₂，由于N₂與反應無關，故只占分壓，活塞在3處時相同條件下達平衡時是等效的，
故答案為：3；
（3）若使A與B中平衡狀態相同且達平衡時活塞在4.5處，則B中必須相當于3 mol SO₂和1.5 mol O₂，故應再通入SO₃ 1 mol．若活塞右移到5處，則B中壓強減小平衡向生成SO₂的方向移動，故n（SO₃）減小，
故答案為：＜．

點評：本題考查化學平衡移動原理的分析應用，平衡常數的計算和判斷，本題難度較大，注意等效平衡的理解和應用．