一定条件下铁可以和CO2发生反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)△H>0,1100℃时,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反

一定条件下铁可以和CO2发生反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)△H>0,1100℃时,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反

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一定条件下铁可以和CO2发生反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)△H>0,1100℃时,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。

(1)下列措施中能使平衡时K增大的是___________(填序号);
A.升高温度    B.增大压强C.充入一定量COD.降低温度
(2)8分钟内,CO的平均反应速率v(CO)=___________mol/(L·min);
(3)1100℃时,2L的密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下
容器


反应物投入量
3molFe、2molCO2
4molFeO、3molCO
CO的浓度(mol/L)
C1
C2
CO2的体积分数


体系压强(Pa)
P1
P2
气态反应物的转化率


①下列说法正确的是___________;
A.B.C.P1<P2D.
②求=___________、=___________、=___________。
答案
(共13分)(1)A  2分 (2)0.0625  2分
(3)①BC  2分  ②C1=0.67mol/L 3分  2分 2分
解析

试题分析:(1)正方应是吸热反应,平衡时升高温度平衡向正反应方向移动,平衡常数K值增大,A正确;B、反应前后体积不变,则增大压强平衡不移动,而平衡常数只与温度有关系,则K值不变,B不正确;C、充入一定量CO,平衡向逆反应方向移动,但平衡常数不变,C不正确;D、降低温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,D不正确,答案选A。
(2)8分钟内,生成CO的浓度是0.5mol/L,则CO的平均反应速率v(CO)=0.5mol/L÷8min=0.0625mol/(L·min)。
(3)根据图像可知,该温度下反应的平衡常数K==2。根据方程式可知,反应前后体积不变,因此3molCO就相当于是3molCO2,所以甲乙两容器中的平衡是等效的,即CO2的体积分数相同,B正确;甲容器中
Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)
起始浓度(mol/L)           1                 0
转化浓度(mol/L)           x                 x
平衡浓度(mol/L)        1-x                x
所以根据平衡常数可知x:(1-x)=2,解得x=,则C1
乙容器中
Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)
起始浓度(mol/L)           0                 1.5
转化浓度(mol/L)           y                 y
平衡浓度(mol/L)           y                1.5-y
所以根据平衡常数可知 ( 1.5-y):y=2,解得y=0.5,则C2=1,,A不正确,D不正确;
反应前后体积不变,甲中气体的物质的量是3mol,乙中是4mol,则P1<P2,C正确,答案选BC。
②根据以上分析可知C1=0.67mol/L ,
举一反三
工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH<0
某温度和压强条件下,分别将0.3 mol SiCl4(g)、0.2 mol N2(g)、0.6 mol H2(g)充入2L密闭容器内,进行上述反应,5 min达到平衡状态,所得Si3N4(s)的质量是5.60g。
(1)H2的平均反应速率是     mol·L-1·min-1。 
(2)平衡时容器内N2的浓度是     mol·L-1。 
(3)SiCl4(g)的转化率是    。 
(4)若按n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=3∶2∶6的投料配比,向上述容器不断扩大加料,SiCl4(g)的转化率应    (填“增大”“减小”或“不变”)。 
(5)在不改变反应条件的情况下,为了提高SiCl4(g)的转化率,可通过改变投料配比的方式来实现。下列四种投料方式,其中可行的是    。 
选项
投料方式
A
n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=1∶1∶2
B
n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=" "1∶2∶2
C
n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=" "3∶2∶2
D
n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=" "2∶1∶3
 
(6)达到平衡后升高温度,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是    (填字母序号)。 
A.c(HCl)减少
B.正反应速率减慢,逆反应速率加快
C.Si3N4的物质的量减小
D.重新平衡时c(H2)/c(HCl)增大
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2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是(双选) (  )。
A.催化剂V2O5可改变该反应的正、逆反应速率
B.增大反应体系的压强、反应速率一定增大
C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1,t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1,c2,则时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率为v=

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“低碳循环”引起各国的高度重视,已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO和H2为主的合成气,合成气有广泛应用。试回答下列问题:
(1)高炉炼铁是CO气体的重要用途之一,其基本反应为:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)  ΔH>0。已知在1 100 ℃时,该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,此时平衡常数K值   (填“增大”、“减小”或“不变”);
②1 100 ℃时测得高炉中,c(CO2)="0.025" mol·L-1,c(CO)="0.1" mol·L-1,则在这种情况下,该反应向   进行(填“左”或“右”),判断依据是          
(2)目前工业上也可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH=-49.0 kJ·mol-1,现向体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。

①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=       
②反应达到平衡后,下列措施能使增大的是           (填符号)。
A.升高温度B.再充入H2C.再充入CO2D.将H2O(g)从体系中分离
E.充入He(g)
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下列反应中符合下图图像的是   (  )。
A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-Q1 kJ·mol1(Q1>0)
B.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)ΔH=+Q2 kJ·mol1(Q2>0)
C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-Q3 kJ·mol1(Q3>0)
D.H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g)ΔH=+Q4 kJ·mol1(Q4>0)

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一定温度下,在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.1 mol H2O(g),发生反应:2H2O(g)2H2(g)+O2(g) ΔH=+484 kJ·mol1,不同时间产生O2的物质的量见下表:
时间/min
20
40
60
80
n(O2)/mol
0.001 0
0.001 6
0.002 0
0.002 0
 
下列说法不正确的是      (  )。
A.前20 min内的平均反应速率v(H2O)=5.0×105 mol·L1·min1
B.达到平衡时,至少需要从外界吸收能量0.968 kJ
C.增大c(H2O),可以提高水的分解率
D.催化效果与Cu2O颗粒的大小有关
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