Question

如圖1是煤化工產業(yè)鏈的一部分，試運用所學知識，解決下列問題：

（1）已知該產業(yè)鏈中某反應的平衡常數表達式為：K=

c(H2)?c(CO)

c(H2O)

，寫出它所對應反應的化學方程式：

 

（2）合成氣中的CO氣體的重要用途之一是用于高爐煉鐵，其基本反應為：FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）△H＞0．已知在1100℃時，該反應的化學平衡常數K=0.263．
①下列不能作為判斷該反應達到平衡狀態(tài)的依據是

 

（選填編號）．
a．v_正（CO₂）=v_逆（CO）              
b．容器內氣體總壓強不再變化
c．容器內氣體質量不再變化       
d．混合氣體中碳元素的質量分數不再變化
②溫度升高，化學平衡移動后達到新的平衡，此時平衡常數K值

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）；
③1100℃時測得高爐中，c（CO₂）=0.025mol?L^-1，c（CO）=0.1mol?L^-1，則在這種情況下，該反應向

 

進行（填“正向”或“逆向”），判斷依據是

 

．
④若該反應在體積固定的密閉容器中進行，在一定條件下達到平衡狀態(tài)，改變下列條件再達平衡后判斷：
升高溫度，混合氣體的平均相對分子質量

 

（填“增大、減小或不變”）；充入CO并重新平衡后，混合氣體的密度

 

（填“增大、減小或不變”）．
⑤該反應的逆反應速率隨時間變化情況如圖2所示．如果在t₃時增加CO的量，t₄時反應又處于新平衡狀態(tài)，
請在上圖畫出t₃～t₅時間段的v_逆變化曲線．
（3）目前工業(yè)上也可用CO₂來生產燃料甲醇，有關反應：
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 反應達到平衡后，下列措施能使

c(CH3OH)

c(CO2)

增大的是

 

（填序號）．
A．升高溫度      B．再充入H₂     C．再充入CO₂D．將H₂O（g）從體系中分離    E．保持體積不變，充入He（g）     F．增大容器體積，減小壓強．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,化學平衡常數的含義,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：

分析：（1）根據平衡常數的定義判斷反應的方程式；
（2）①反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各組分濃度不再變化，據此分析；
②反應是吸熱反應，升溫平衡正向進行，平衡常數增大；
③依據濃度計算濃度商結合平衡常數進行比較判斷反應進行的方向；
④根據影響化學平衡移動的因素來確定改變量；
⑤增加CO的量，會促使平衡正向移動，正逆反應速率都要加快，據此回答；
（3）使

c(CH3OH)

c(CO2)

增大，反應CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）向著正向移動，據此根據平衡移動原理進行分析．

解答： 解：（1）平衡常數為生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，平衡常數中，分子為生成物，分母為反應物，所以該反應的方程式為C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），故答案為：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；
（2）①反應FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）中a．v_正（CO₂）=v_逆（CO），說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故a不選；
b．反應前后氣體體積不變，容器中氣體壓強始終不變，所以容器內氣體總壓強不再變化，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故選；
c．反應前后氣體質量不同，容器內氣體質量不再變化，說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故c不選；
d．混合氣體中碳元素的質量分數不再變化，說明氣體質量不變，反應達到平衡狀態(tài)，故不選；
故答案為：b；
②已知1100℃時K=0.263．反應是吸熱反應，溫度升高，化學平衡正向移動后達到新的平衡，高爐內CO₂和CO的體積比值會增大，平衡常數增大，
故答案為：增大；
③1100℃時測得高爐中c（CO₂）=0.025mol?L^-1，c（CO）=0.1mol?L^-1，濃度商Q=

0.025mol/L

0.1mol/L

=0.25＜K=0.263，說明平衡正向進行，反應未達到平衡，v_正＞v_逆；
故答案為：正向；因為Q=c（CO₂）/c（CO）=0.25＜0.263；
④升溫平衡正向移動，氣體物質的量不變，混合氣體質量增大，所以平均相對分子質量增大；容器體積不變，充入CO，氣體質量增大，密度增大，
故答案為：增大；增大；
⑤在t₃時增加CO的量，會使得正逆反應速率都加快，正反應速率在原來的基礎上逐漸加快，圖為，故答案為：．
（3）

c(CH3OH)

c(CO2)

增大，反應CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）向著正向移動，
A．升高溫度，該反應放熱，升高溫度，平衡向著逆向移動，

c(CH3OH)

c(CO2)

減小，故A錯誤；
B．再充入H₂，平衡向著正向移動，

c(CH3OH)

c(CO2)

增大，故B正確；
C．再充入CO₂，平衡向著正向移動，但是二氧化碳濃度增加的大于甲醇增大濃度，

c(CH3OH)

c(CO2)

減小，故C錯誤；
D．將H₂O（g）從體系中分離，平衡向著正向移動，

c(CH3OH)

c(CO2)

增大，故D正確；
E．充入He（g），各組分濃度不變，平衡不移動，

c(CH3OH)

c(CO2)

不變，故E錯誤；
F、增大容器體積，減小壓強，平衡逆向移動，

c(CH3OH)

c(CO2)

減小，故F錯誤；
故答案為：BD．

點評：本題考查了化學平衡狀態(tài)的判斷、平衡常數的意義以及影響化學反應速率的因素、化學反應速率的求算、反應進行的方向的判斷，等知識，注意知識的歸納和梳理是解題的關鍵，題目難度中等．