Question

紅礬鈉（重鉻酸鉀：Na₂Cr₂O₇.2H₂O）是重要的化工原料，工業(yè)上用鉻鐵礦（主要成分是FeO．Cr₂O₃）制備紅礬鈉的過程中會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：4FeO．Cr₂O₃（S）+8Na₂CO₃+7O₂?8Na₂CrO₄（s）+2Fe₂O₃（s）+8CO₂
△H＜0
（1）請寫出上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K=

 

（2）如圖1，圖2表示上述反應(yīng)在t₂時(shí)達(dá)到平衡，在t₂時(shí)因改變某個(gè)條件而發(fā)生變化的曲線．由圖1判斷反應(yīng)進(jìn)行至t₂時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因是

 

用文字表述）；由圖2判斷，t₂到t₃的曲線變化的原因可能是

 

（填寫序號）
a、升高溫度  b、加了催化劑c、通入O₂ d、縮小容器體積

（3）工業(yè)生可用上述反應(yīng)的副產(chǎn)物CO₂來生產(chǎn)甲醇，為測定反應(yīng)速率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，在體積為1L的密閉容
器中，充入1molCO₂和3molH₂，在500℃下發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ．mol^-1測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時(shí)間變化曲線如圖3所示．從反應(yīng)開始到建立平衡，二氧化碳的平均反應(yīng)速率v（CO₂）=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)K=

生成物平衡濃度冪次方乘積

反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積

，固態(tài)和純液體不列入；
（2）影響平衡移動(dòng)的因素只有溫度、濃度、壓強(qiáng)，據(jù)圖1可知，CO₂濃度增大，O₂濃度減小，說明平衡正向移動(dòng)；圖2中，t₂到t₃的曲線變化說明平衡沒有移動(dòng)，只是反應(yīng)速率加快，據(jù)影響反應(yīng)速率的因素和平衡移動(dòng)的因素分析；
（3）根據(jù)圖象中二氧化碳的變化來計(jì)算反應(yīng)速率．

解答： 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)K=

生成物平衡濃度冪次方乘積

反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積

，反應(yīng)4FeO?Cr₂O₃（s）+8Na₂CO₃（s）+7O₂?8Na₂CrO₄（s）+2Fe₂O₃（s）+8CO₂的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=

c8(CO2)

c7(O2)

，故答案為：

c8(CO2)

c7(O2)

；
（2）據(jù)圖1可知，CO₂濃度逐漸增大，O₂濃度逐漸減小，說明平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)放熱，只能是降溫；圖2中，t₂到t₃的曲線變化說明平衡沒有移動(dòng)，只是反應(yīng)速率加快，升溫平衡逆向移動(dòng)，加入氧氣平衡正向移動(dòng)，縮小容器體積平衡逆向移動(dòng)，只能是加入了催化劑；
故答案為：對平衡體系降溫；b；
（3）圖象可知，二氧化碳反應(yīng)速率=

1.0mol/L-0.25mol/L

10min

=0.075mol/L；
故答案為：0.075mol/L；

點(diǎn)評：本題結(jié)合圖象考查了化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式、影響平衡移動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)速率的因素，題目難度中等，注意分析圖象．