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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) ΔH>0,1 100 ℃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和CO的浓度与时间的关系如图所示。
(1)该反应的平衡常数表达式K=________。
(2)下列措施中能使平衡常数K增大的是________(填序号)
A.升高温度 B.增大压强
C.充入一定量CO D.降低温度
(3)8 min内,CO的平均反应速率v(CO)=________mol·L-1·min-1。
(4)1 100 ℃时,2 L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 | * | 乙 |
反应物投入量 | 3 mol Fe、2 mol CO2 | 4 mol FeO、3 mol CO |
CO的浓度(mol·L-1) | c1 | c2 |
CO2的体积分数 | φ1 | φ2 |
体系压强(Pa) | p1 | p2 |
气态反应物的转化率 | α1 | α2 |
①下列说法正确的是________。
A.2c1=3c2 B.φ1=φ2
C.p1<p2 D.α1=α2
②求c1=________、φ1=________、α2=________。
【回答】
解析 (1)平衡常数表达式中不能出现固体物质的浓度,则K===2。(2)平衡常数只受温度的影响,由于该反应为吸热反应,所以升温,能增大平衡常数。(3)求平均反应速率时,应用浓度的变化值除以时间,即v(CO)==0.062 5 mol·L-1·min-1。(4)由图像可计算平衡常数,K===2。①A项,温度相同,则*、乙两容器中反应的平衡常数相同,即=,由此可得,c1<c2,3c1=2c2,错误;B项,由于该反应为等体积反应,改变CO或CO2的浓度,相当于改变压强,平衡不移动,所以φ1=φ2,正确;C项,因为乙中气体分子数多,所以p1<p2,正确;D项,由于平衡是从不同途径建立的,所以α1+α2=1,错误。②K==2,解得c1≈0.67 mol·L-1。φ1=×100%≈33.3%。容器乙中平衡常数K′===,c(CO2)=0.5 mol·L-1。则容器乙中的CO的转化率α2=×100%≈33.3%。
* (1) (2)A (3)0.062 5 (4)①BC
②0.67 mol·L-1 33.3% 33.3%
知识点:化学反应速率 化学平衡
题型:综合题