Question

【題目】研究和深度開發(fā)CO、CO2的應(yīng)用對構(gòu)建生態(tài)文明社會具有重要的意義。回答下列問題：

Ⅰ.CO可用于高爐煉鐵，已知

Fe3O4(s)+4CO(g)====3Fe(s)+4CO2 △H1=akJ/mol

3Fe2O3(s)+ CO(g)====2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=bkJ/mol

則反應(yīng)Fe2O3(s)+3CO(g)====2Fe(s)+3CO2(g)的△H3=___________kJ/mol(用含a、b的代數(shù)式表示)

Ⅱ.光氣(COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途。工業(yè)上常利用廢氣CO2通過反應(yīng)：C(s)+CO2(g)2CO(g) △H>0，制取合成光氣的原料氣CO。在體積可變的恒壓(pa)密閉容器中充入1 mol CO2與足量的碳發(fā)生上述反應(yīng)，在平衡時體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示：

(1)①T℃時，在容器中若充入稀有氣體，平衡___________移動(填“正向”“逆向”或“不”，下同)；若充入等體積的CO2和CO，平衡___________移動。

②CO體積分?jǐn)?shù)為80%時，CO2的轉(zhuǎn)化率為___________。

③已知：氣體分壓(p分)=氣體總壓×體積分?jǐn)?shù)。T℃時用平衡分壓代替平衡濃度表示平衡常數(shù)Kp=___________(用含p總的代數(shù)式表示)。

(2)研究表明，溫度、壓強(qiáng)對反應(yīng)“C6H5CH2CH3(g)+CO2(g)C6H5CH=CH2(g)+CO(g)+H2O(g)△H”中乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率影響如下圖所示：

則△H___________0（填“>”“<”或“=”)，壓強(qiáng)p1、p2、p3從大到小的順序是___________。

Answer 1

【答案】 正向 不 67% 0.5p總 > p1>p2>p3

【解析】

Ⅰ.根據(jù)蓋斯定律△H3=(2△H1+△H2)/3；

Ⅱ. (1)①該反應(yīng)正向氣體分子數(shù)增大，恒溫恒壓時充入稀有氣體相當(dāng)于減壓，平衡正向移動；T℃反應(yīng)達(dá)到平衡時CO2、CO的體積分?jǐn)?shù)相同，即濃度相等，恒壓時充入等體積的CO2、CO，平衡不移動；

②列三行式計算平衡常數(shù)；

③類比K計算Kp；

(2)溫度升高，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率增大，平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；壓強(qiáng)增大，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則p1>p2>p3。

Ⅰ. ①Fe3O4(s)+4CO(g)====3Fe(s)+4CO2 △H1=akJ/mol

②3Fe2O3(s)+ CO(g)====2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=bkJ/mol

由蓋斯定律[①×2+②]3得到Fe2O3(s)+3CO(g)====2Fe(s)+3CO2(g) △H3=kJ/mol，

故答案為：；

Ⅱ. (1)①該反應(yīng)正向氣體分子數(shù)增大，恒溫恒壓時充入稀有氣體相當(dāng)于減壓，平衡正向移動；由圖像可知，T℃反應(yīng)達(dá)到平衡時CO2、CO的體積分?jǐn)?shù)相同（均為50%），即濃度相等，恒壓時充入等體積的CO2、CO，平衡不移動；

故答案為：正向；不；

②設(shè)CO2的轉(zhuǎn)化率為α，由已知列三段式得：

化學(xué)反應(yīng)方程式：C(s)+CO2(g) 2CO(g)

起始量（mol） 1 0

轉(zhuǎn)化量（mol） α 2α

平衡量（mol） 1-α 2α

根據(jù)題意列關(guān)系式：×100%=80%，解得：α=67%；

故答案為：67%；

③用平衡分壓代替平衡濃度表示平衡常數(shù)的表達(dá)式為Kp=，由圖可得，T ℃時 CO 體積分?jǐn)?shù)為 50%，分壓為 50%×p總，CO2 體積分?jǐn)?shù)為 1-50%=50%，分壓為50%×p總，所以==0.5p總；

故答案為：0.5p總；

(2)溫度升高，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率增大，平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，該反應(yīng)的△H >0；該反應(yīng)的△n(氣)>0，壓強(qiáng)增大，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則p1>p2>p3。

故答案為：>；p1>p2>p3。