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题目
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在一个体积为2 L的密闭容器中,高温下发生反应:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)。其中CO2、CO的物质的量(mol)随时间(min)的变化关系如图所示。

(1)反应在1 min时第一次达到平衡状态,固体的质量增加了3.2 g。用CO2的浓度变化表示的反应速率v(CO2)=________。
(2)反应进行至2 min时,若只改变温度,曲线发生的变化如图所示,3 min时再次达到平衡,则ΔH________0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)5 min时再充入一定量的CO(g),平衡发生移动。下列说法正确的是________(填写编号)。
a.v先增大后减小  b.v先减小后增大
c.v先增大后减小  d.v先减小后增大
表示n(CO2)变化的曲线是________(填写图中曲线的字母编号)。
(4)请用固态物质的有关物理量来说明该反应已经达到化学平衡状态:_____________。
答案
(1)0.1 mol·L-1·min-1
(2)>
(3)c b (4)Fe(或FeO)的质量(或物质的量)保持不变;或固体总质量保持不变
解析
(1)Fe→FeO,固体质量增加3.2 g,说明生成FeO 0.2 mol,v(CO2)==0.1 mol·L-1·min-1。(2)由于建立新平衡的反应速率加快,可知升高温度,平衡正向移动,说明正反应吸热。(3)充入CO,CO浓度增大,逆反应速率增大,之后逐渐减小;5 min时CO2浓度不变,正反应速率不变,平衡逆向移动,CO2浓度增大,正反应速率逐渐增大。
核心考点
试题【在一个体积为2 L的密闭容器中,高温下发生反应:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)。其中CO2、CO的物质的量(mol)随时间(min)的变化关】;主要考察你对化学平衡状态的判断等知识点的理解。[详细]
举一反三
在溶液中,反应A+2BC分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为c(A)=0.100 mol/L、c(B)=0.200 mol/L及c(C)=0 mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。

请回答下列问题:
(1)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是:
②______________________________________________;
③______________________________________________;
(2)实验②平衡时B的转化率为________;实验③平衡时C的浓度为________________;
(3)该反应的ΔH________0,其判断理由是_________________________________;
(4)该反应进行到4.0 min时的平均反应速率:
实验②:vB=________;
实验③:vC=________。
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在一定条件下的恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),图1表示反应过程中能量的变化,图2表示反应过程中物质浓度的变化。下列有关说法正确的是
A.该反应的焓变和熵变:ΔH>0,ΔS<0
B.温度降低,该反应的平衡常数K增大
C.升高温度,n(CH3OH)/n(CO2)增大
D.从反应开始到平衡,用氢气表示的平均反应速率为2.25 mol/(L·min)

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一定温度下,在一个10 L密闭容器中发生某可逆反应,其平衡常数表达式为K。请回答下列问题。
(1)该反应的化学方程式为__________________________________________;
若温度升高,K增大,则该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)能判断该反应一定达到平衡状态的是________(填字母序号)。
A.v(H2O)=v(H2)
B.容器中气体的平均相对分子质量不随时间改变
C.消耗n mol H2的同时消耗n mol CO
D.容器中物质的总物质的量不随时间改变
(3)该反应的v随时间变化的关系如图,在t2时改变了某种条件,改变的条件可能是________、________。

(4)实验测得t2时刻容器内有1 mol H2O(g),5 min后H2O(g)的物质的量是0.8 mol,这5 min内H2O(g)的平均反应速率为________。
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(12分)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:
2NO+2CO 2CO2+N2
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表:
 
时间/s
0
1
2
3
4
5
 
c(NO)/
mol·L-1
1.00×10-3
4.50×10-4
2.50×10-4
1.50×10-4
1.00×10-4
1.00×10-4
 
c(CO)/
mol·L-1
3.60×10-3
3.05×10-3
2.85×10-3
2.75×10-3
2.70×10-3
2.70×10-3
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)写出该反应的平衡常数表达式K=              
(2)前2s内的平均反应速率v(N2)=_____________。
(3)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的       0(填写“>”、“<”、“=”)。
(4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是     
A.选用更有效的催化剂                  B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度                 D.缩小容器的体积
(5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中,请在表格中填入剩余的实验条
件数据。
实验编号
T/℃
NO初始浓度
mol·L-1
CO初始浓度
mol·L-1
催化剂的比表面积
㎡·g-1

280
1.2×10-3
5.8×10-3
82

 
 
5.8×10-3
124

350
1.2×10-3
 
 
 
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(15分)铁及其化合物与生产、生活关系密切。
(1)下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。

①该电化腐蚀称为                  
②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是         (填字母)。
(2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下:

①步骤I若温度过高,将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为                    
②步骤Ⅱ中发生反应:4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O=2Fe2O3·nH2O+8HNO3,反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2,该反应的化学方程式为                        
③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是                    (任写一项)。
(3)已知t℃时,反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。
①t℃时,反应达到平衡时n(CO):n(CO2)=             
②若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入xmolCO,t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%,则x=                   
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