Question

【題目】已知：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) K1 ①

Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) K2 ②

H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) K3 ③

又知不同溫度下，K1、K2值如下：

溫度/℃	K1	K2
500	1.00	3.15
700	1.47	2.26
900	2.40	1.60

（1）若500℃時(shí)進(jìn)行反應(yīng)①，CO2起始濃度為2 mol·L1，2 min后建立平衡，則CO2轉(zhuǎn)化率為_________，用CO表示的化學(xué)反應(yīng)速率為____________。

（2）900℃時(shí)進(jìn)行反應(yīng)③，其平衡常數(shù)K3為___________（填具體數(shù)值），焓變?chǔ)�H_____0（填“＞”“=”或“＜”），若已知該反應(yīng)僅在高溫時(shí)正反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，則ΔS_____0（填“＞”“=”或“＜”）。

（3）下列圖像符合反應(yīng)②的是____________（填序號(hào)）。（圖中v是速率，φ為混合物中H2的體積百分含量。）

Answer 1

【答案】（1）50% 0.5 mol·L1·min1

（2）1.50 ＞ ＞ （3）BC

【解析】（1）若500℃時(shí)進(jìn)行反應(yīng)①，根據(jù)“三段式”，可得

Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)

初始濃度（mol·L1） 2 0

變化濃度（mol·L1） x x

平衡濃度（mol·L1） 2x x

K==1，解得x=1，轉(zhuǎn)化率=×100%=50%，用CO表示的反應(yīng)速率為= 0.5 mol·L1·min1；

（2）由題意得，①②=③。900℃進(jìn)行反應(yīng)③，其平衡常數(shù)K3為=1.5，與500℃（）時(shí)相比，平衡常數(shù)增大，焓變?chǔ)�H＞0，若已知該反應(yīng)僅在高溫時(shí)正反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，根據(jù)自由能公式ΔG=ΔHTΔS＜0，則ΔS＞0。

（3）由表中K2數(shù)值變化可知，升高溫度K2減小，平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，A錯(cuò)誤。由圖可知，最高點(diǎn)到達(dá)平衡，溫度升高，混合物中H2的體積百分含量減小，則平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，B正確。由圖可知，溫度T2先到達(dá)平衡，故T1＜T2，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，H2的體積百分含量減小，C正確；正反應(yīng)速率應(yīng)隨溫度升高而增大，D錯(cuò)誤。