Question

【題目】運用化學反應原理研究氮、氧等單質及其化合物的反應有重要意義．
（1）已知： O2（g）═ O2+（g）+ e﹣△H1=+587.9kJ/mol K1
PtF6（g）+e﹣═PtF6﹣（g）△H2=﹣771.1kJ/mol K2
O2+PtF6﹣（s）═O2+（g）+PtF6﹣（g）△H3=+482.2kJ/mol K3
則反應O2（g）+PtF6（g）═O2+PtF6﹣（s）的△H= ， K=（用K1、K2、K3表示）
（2）一定條件下，鐵可以和CO2發生反應：Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），已知該反應的平衡常數K 與溫度T 的關系如圖甲所示．

①T℃、p Pa壓強下的密閉容器中進行反應，下列能說明反應達到平衡狀態的是 ．
a．混合氣體的平均相對分子質量不再變化
b．容器內壓強不再變化
c．v正（CO2）=v逆 （FeO）
d．CO2的體積分數不再變化
②T1溫度下，向體積為VL的密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2 ， 達到平衡時則CO2的平衡轉化率為；反應過程中體系的能量（增多或降低）
③T2溫度下，恒容密閉容器中，反應過程中測定CO和CO2物質的量與時間的關系如圖乙所示．則T1T2（填＞、＜或=），CO2的平衡轉化率為 ， 平衡時混合氣體的密度與起始時氣體的密度之比為 ．

Answer 1

【答案】
（1）﹣77.5kJ/mol；
（2）ad；50%；增多；＞；66.7%；25：33
【解析】解：（1）已知：① O2（g）═ O2+（g）+ e﹣△H1=+587.9kJ/mol K1②PtF6（g）+e﹣═PtF6﹣（g）△H2=﹣771.1kJ/mol K2
③O2+PtF6﹣（s）═O2+（g）+PtF6﹣（g）△H3=+482.2kJ/mol K3
根據蓋斯定律：①×2÷②﹣③可得O2（g）+PtF6（g）═O2+PtF6﹣（s），△H=﹣77.5kJ/mol，K= ；
所以答案是：﹣77.5kJ/mol； ；（2）①Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），反應前后是氣體體積不變的放熱反應，
a、反應前后氣體物質的量不變，氣體質量發生變化，混合氣體的平均相對分子質量不再變化，說明反應達到平衡狀態，a正確；
b、反應前后氣體體積不變，容器內壓強始終不發生變化，不能說明反應達到平衡狀態，故b錯誤；
c、氧化亞鐵是固體，不能表示反應速率，故c錯誤；
d、隨著反應的進行，CO2的量減少，當體積分數不再變化達平衡狀態，故d正確；
所以答案是：ad；
②T1溫度下，向體積為V L的密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2 ， 平衡常數為1，設二氧化碳起始量為x，變化量為y，
Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），
起始量 x 0
變化量 y y
平衡量 x﹣y y
平衡常數K= =1，解得 =0.5=50%；反應放熱，反應過程體系能量增多；
所以答案是：50%；增多；
③根據圖乙，設反應容器容積為V L，則K2= =2，反應放熱，化學平衡常數增大，說明反應溫度降低，T1＞T2；T2溫度下，設反應容器容積為V L，平衡常數為2，設二氧化碳起始量為a，變化量為b，
Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），
起始量 a 0
變化量 b b
平衡量 a﹣b b
平衡常數K= =2，解得： = =66.7%；平衡時混合氣體的密度與起始時氣體的密度之比為氣體摩爾質量之比 ：44=25：33；
所以答案是：＞； 66.7%； 25：33．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解反應熱和焓變的相關知識，掌握在化學反應中放出或吸收的熱量，通常叫反應熱，以及對化學平衡的計算的理解，了解反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．