Question

【題目】有可逆反應Fe(s)+CO2(g) FeO(s) + CO(g)，已知在溫度938K時，平衡常數(shù)K=1.5，在1173K時，K=2.2 。

（1）能判斷該反應達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是_____（雙選，填序號）。

A．容器內(nèi)壓強不變了 B．c（CO）不變了

C．v正（CO2）=v逆（CO） D．c（CO2）=c（CO）

（2）該反應的正反應是_________（選填“吸熱”、“放熱”）反應。

（3）寫出該反應的平衡常數(shù)表達式_______。若起始時把Fe和CO2放入體積固定的密閉容器中，CO2的起始濃度為2.0mol/L，某溫度時達到平衡，此時容器中CO的濃度為1.0 mol/L，則該溫度下上述反應的平衡常數(shù)K=____（保留二位有效數(shù)字）。

（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)，如果改變下列條件，反應混合氣體中CO2的物質(zhì)的量分數(shù)如何變化（選填“增大”、“減小”、“不變”）。

①升高溫度__________；②再通入CO___________。

（5）一氧化碳在工業(yè)上用途廣泛，比如可以用來制備甲醇。甲醇是一種優(yōu)質(zhì)的液體燃料。利用甲醇，氧氣，氫氧化鉀溶液可以構成燃料電池。試寫出該燃料電池的正極反應_________________。

Answer 1

【答案】BC 吸熱 1.0 增加 不變 O2＋4e－＋2H2O=4OH－

【解析】

(1)化學平衡狀態(tài)標志的判斷，利用正反應速率等于逆反應速率，以及各物質(zhì)的濃度不變，以及各相關物理量由變化到不再變化說明達到平衡；

(2)溫度升高，平衡常數(shù)增大，正向移動，正反應為吸熱反應；

(3)根據(jù)化學方程式寫出平衡常數(shù)，利用化學方程式進行計算；

(5)燃料電池的正極反應為O2得到電子的還原反應。

(1)A、恒溫恒壓下，壓強與物質(zhì)的量成正比，該反應前后氣體的物質(zhì)的量不變，則壓強一直不變，壓強不變不能說明是否達到了平衡，A錯誤；

B、達到平衡時，CO的生成速率和消耗速率相當，則CO濃度不變，可以說明反應達到平衡，B正確；

C、CO2的正反應速率等于CO的逆反應速率，且成系數(shù)比，說明反應的正反應速率等于逆反應速率，達到平衡，C正確；

D、達到平衡時，CO2和CO的濃度不變，但是不一定相等，D錯誤；

答案為BC；

(2)根據(jù)題目信息，溫度升高，平衡常數(shù)增大，說明溫度升高，正向移動，正反應為吸熱反應；

(3)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值，由于Fe和FeO為固體，濃度是定值，不帶入表達式，則；CO2的起始濃度為2.0mol/L，某溫度時達到平衡，此時容器中CO的濃度為1.0 mol/L，則反應了的CO2的濃度為1mol/L，平衡時CO2的濃度為1mol/L；帶入表達式計算，則；

(4)①該反應為吸熱反應，升高溫度，正向移動，CO2的物質(zhì)的量分數(shù)減小；

②通入CO，溫度不變，根據(jù)平衡常數(shù)，，K不變，則CO和CO2的濃度之比均不變，則CO2的質(zhì)量分數(shù)不變；

(5) 燃料電池的正極反應為O2得到電子的還原反應，電解質(zhì)溶液為堿性環(huán)境，則正極反應為O2＋4e－＋2H2O=4OH－。