Question

【題目】I. 已知：

反應Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g）的平衡常數為K1；

反應Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g）的平衡常數為K2。

在不同溫度時K1、K2的值如下表：

溫度（絕對溫度）	K1	K2
973	1.47	2.38
1173	2.15	1.67

（1）推導反應CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）的平衡常數K與K1、K2的關系式：___________，判斷該反應是___________反應（填“吸熱”或“放熱”）。

II. T1溫度下，體積為 2L的恒容密閉容器，加入4.00molX，2.00molY，發生化學反應 2X(g)+Y(g)3M(g)+N(s) △H<0。部分實驗數據如表格所示。

t/s	0	500	1000	1500
n(X)/mol	4.00	2.80	2.00	2.00

（2）前500s反應速率v(M)＝____________，該反應的平衡常數K＝_____________。

（3）該反應達到平衡時某物理量隨溫度變化如下圖所示。縱坐標可以表示的物理量有哪些_____。

a．Y的逆反應速率 b．M的體積分數

c．混合氣體的平均相對分子質量 d．X的質量分數

（4）反應達到平衡后，若再加入3.00molM，3.00molN，下列說法正確的是_____。

A．平衡不移動

B．重新達平衡后，M的體積分數小于50%

C．重新達平衡后，M的物質的量濃度是原平衡的1．5倍

D．重新達平衡后，Y的平均反應速率與原平衡相等

E．重新達平衡后，用X表示的v(正)比原平衡大

（5）若容器為絕熱恒容容器，起始時加入4.00molX，2.00molY，則達平衡后M的物質的量濃度_____1.5mol/L(填“>”、“=”或“<”)。

Answer 1

【答案】K=K1/K2 吸熱 1.8×10－3mol/(L·s) 6.75 bd ACE <

【解析】

（1）由①Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g）的平衡常數為K1；

②Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g）的平衡常數為K2，

結合蓋斯定律可知，①-②得到CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g），且表中 ，可知升高溫度K增大。

（2）根據速率計算公式求解；根據平衡常數定義求解；

（3）反應是正反應氣體體積不變的放熱反應，升溫平衡逆向移動；

（4）根據反應2X（g）+Y（g）3M（g）+N（s）可知，該反應是氣體體積不變的反應，若再加入3.00molM，3.00molN，折算成X、Y相當于再加入2molX和1molY，由于N是固體，N的加入對平衡沒有影響，所以再加入3.00molM，3.00molN后，反應達到平衡時與原平衡為等效平衡，由于是體積為2L的恒容密閉容器，所以達到新平衡時，氣體濃度為原平衡的1.5倍。

（5）若容器為絕熱恒容容器，反應放出的熱量使體系溫度升高，平衡逆向進行；

（1）由①Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g）的平衡常數為K1；

②Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g）的平衡常數為K2，

結合蓋斯定律可知，①-②得到CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g），則平衡常數K與K1、K2的關系式為K=K1/K2，且表中 ，可知升高溫度K增大，即升高溫度平衡正向移動，正反應為吸熱反應。

（2）前500s反應速率v（M）=3v（X）/2= =1.8×10-3mol/（L·s）；

數據分析可知1000°C反應達到平衡狀態，X物質的量為2mol，

2X（g）+Y（g）3M（g）+N（s）

起始量（mol·L－1） 2 1 0 0

變化量（mol·L－1） 1 0.5 1.5 0.5

平衡量（mol·L－1） 1 0.5 1.5

平衡常數K=1．53/(12×0.5)=6.75。

（3）2X（g）+Y（g）3M（g）+N（s）△H＜0，反應是正反應氣體體積不變的放熱反應，升溫平衡逆向移動；

a．圖象分析可知，溫度越高，平衡逆向進行，Y的逆反應速率增大，不符合圖象變化，故a錯誤；

b．溫度越高，平衡逆向進行，M的體積分數減小，圖象符合，故b正確；

c．溫度越高，平衡逆向進行，氣體質量增大，氣體的物質的量不變，混合氣體的平均相對分子質量隨溫度升高增大，圖象變化不符合，故c錯誤；

d．圖象分析可知，溫度越高，平衡逆向進行，氣體總質量增大，X的質量分數減小，故d正確；

故答案為：b d；

（4）根據反應2X（g）+Y（g）3M（g）+N（s）可知，該反應是氣體體積不變的反應，若再加入3.00molM，3.00molN，折算成X、Y相當于再加入2molX和1molY，由于N是固體，N的加入對平衡沒有影響，所以再加入3.00molM，3.00molN后，反應達到平衡時與原平衡為等效平衡，由于是體積為2L的恒容密閉容器，所以達到新平衡時，氣體濃度為原平衡的1.5倍，

A、根據上面的分析可知，兩個平衡為等效平衡，故A正確；

B、由于兩個平衡為等效平衡，M轉化率不變，故B錯誤；

C、根據上面的分析可知，重新達到平衡后，M的物質的量濃度是原平衡的1.5倍，故C正確，

D、由于壓強增大，所以反應速率都增大，故D錯誤；

E、由于壓強增大，用X表示的v（正）比原平衡大，故E正確；

故選ACE，

（5）若容器為絕熱恒容容器，反應放出的熱量使體系溫度升高，平衡逆向進行，達平衡后M的物質的量濃度小于1.5mol·L－1。