Question

【題目】鐵是生產生活中應用最廣泛的金屬，煉鐵技術備受關注，已知：

①

②

③斷裂氣體中的化學鍵需要吸收1076kJ的能量，斷裂氣體中的化學鍵需要吸收1490kJ的能量。

請回答：

(1)斷裂中所有化學鍵需要吸收的能量為________kJ。

(2)T1℃時，向密閉容器中加入一定量的和C，發生反應①，達到平衡后的濃度為；其他條件不變，縮小容器體積，再次達到平衡時，的濃度為，則a________b(選填“>”“<”或“=”)。

(3)起始溫度均為T2℃時，向容積為10L的三個恒容密閉容器中，分別加入一定量的和CO發生反應②，測得相關數據如表所示：

編號	容器	起始時物質的量/mol		平衡時物質的量/mol	平衡常數(K)
1	恒溫	0.5	1.5	0.8 K1
2	恒溫	2	3	M	K2
3	絕熱	1	1.5	n	K3

①T2℃時，容器1中反應的平衡常數K1=_______。

②容器2中，5min達到平衡，則0~5min以表示該反應的速率___________。

③對于三個容器中的反應，下列說法正確的是(填字母)_________。

A. B.容器1和容器2中的平衡轉化率

C. D.平衡時氣體壓強：

(4)一定條件下，向恒壓密閉容器中充入0.5mol 和1.0mol CO，發生反應②，CO和的物質的量濃度(c)與時間(t)的關系如圖所示：

①6min時改變的外界條件為________________。

②若在6min時，恒溫將容器體積擴大到10L，請在圖中畫出6~10min的物質的量濃度隨時間變化的曲線_________。

Answer 1

【答案】834.5 = 64 0.048molL-1min-10.048molL-1min-1 AD 升溫

【解析】

(1)根據蓋斯定律，①-②得C(s)+CO2(g)2CO(g)△H=172.5kJmol-1，△H=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和，設：斷裂1molC(s)中所有化學鍵需要吸收的能量為xkJ，則有172.5=x+1490-1076×2，解得x=834.5kJ，故答案為：834.5；
(2)其他條件不變，縮小容器體積，再次達到平衡時，此平衡與原平衡為等效平衡，CO2的濃度為不變，則a=b，故答案為：=；
(3)①采用第1組數據進行計算，平衡時n(Fe)=0.8mol，根據反應方程式Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)可知，生成的n(CO2)=1.2mol，反應的n(CO)=1.2mol，剩余的n(CO)=1.5mol-1.2mol=0.3mol，容器的體積為10L，所以K=；
②該反應反應前后氣體體積不變，則容器1和容器2為等效平衡，轉化率相等，則△n(CO)=3mol×0.8=2.4mol，則△n(CO2)=3mol×0.8=2.4mol，v(CO2)== =0.048molL-1min-1；
③A．如都在恒溫條件下容器2和容器3為等效平衡，即m=2n，但容器3在絕熱條件下，反應②是放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動，則m＞2n，故A正確；
B．容器1和容器2為等效平衡，CO的平衡轉化率α1=α2，故B錯誤；
C．K是溫度函數，溫度不同，K值不同，故C錯誤；
D．溫度越高，壓強越大，容器3是絕熱，反應是放熱反應，P3＞P1，故D正確，
故答案為：AD；
(4)①由圖可知，6min以后CO的濃度增大，CO2濃度減小，說明平衡逆向移動，注意兩者濃度沒有突越性變化，說明改變的條件是升溫；
②由圖可知，以前容器體積為5L，容器體積擴大到10L，濃度變為以前一半，相當于減小壓強，該反應是氣體體積不變的反應，減小壓強，平衡不移動，則6～10minCO2的物質的量濃度隨時間變化的曲線為。