Question

【題目】設(shè)反應(yīng)①Fe(s) + CO2(g) FeO(s) + CO(g) 的平衡常數(shù)為K1，反應(yīng)②Fe(s) + H2O(g) FeO(s) + H2(g) 的平衡常數(shù)為K2。在不同溫度下，K1和K2的值如下：

溫度	K1	K2
973K	1.47	2.38
1173K	2.15	1.67

(1)現(xiàn)有反應(yīng)③ H2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g)，寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)K3的數(shù)學(xué)表達(dá)式K3=______________，根據(jù)反應(yīng)①與②，可推導(dǎo)出K1、K2和K3之間的關(guān)系式為______________。

(2)從上表和K1、K2和K3之間的關(guān)系可以推斷：反應(yīng)①是___________(填“吸”、“ 放”，下同)熱反應(yīng)，反應(yīng)③是___________熱反應(yīng)。

(3)圖表示該反應(yīng)③在時(shí)刻t1達(dá)到平衡，在時(shí)刻t2因改變某個(gè)條件而發(fā)生變化的情況：

①圖中時(shí)刻t2時(shí)改變的條件是_________(寫出一種即可)，

②973K時(shí)測得反應(yīng)①中CO2和CO 的濃度分別為0.025mol/L和0.1mol/L，此時(shí)反應(yīng)①是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)_______(選填“是”或“否”)， 化學(xué)反應(yīng)速度υ(正)_________υ(逆)(選填“>”、“<”或“=”)。

Answer 1

【答案】 K3＝K1/K2 (或K3·K2=K1) 吸熱 吸熱 加入催化劑或增大體系壓強(qiáng) 否 ＜

【解析】

(1)化學(xué)平衡常數(shù)指在一定溫度下,可逆反應(yīng)都達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值,固體、純液體不需要表示出； (2)吸熱反應(yīng)，升溫，K增大；放熱反應(yīng)，升溫，K減小，進(jìn)行判斷； (3)利用勒夏特立原理判斷平衡；計(jì)算時(shí)利用濃度商Qc與平衡常數(shù)之間的關(guān)系比較判斷反應(yīng)進(jìn)行方向。

（1）反應(yīng)③ H2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K3的數(shù)學(xué)表達(dá)式K3= ， 利用蓋斯定律將①-②可得③，可推導(dǎo)出K1、K2和K3之間的關(guān)系式為K3＝K1/K2 (或K3·K2=K1)；

正確答案： ； K3＝K1/K2 (或K3·K2=K1)。

（2）由上表可知，溫度升高，K1值增大，反應(yīng)①Fe(s) + CO2(g) FeO(s) + CO(g)為吸熱反應(yīng)；K2值減小，反應(yīng)②Fe(s) + H2O(g) FeO(s) + H2(g)為放熱反應(yīng)；溫度升高，K1增大，K2減小，K1/K2增大，所以反應(yīng)③H2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g)為吸熱反應(yīng)。

正確答案：吸熱；吸熱。

（3）①由圖可知反應(yīng)③H2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g)在時(shí)刻t2正逆反應(yīng)速率突然上升，但平衡沒有移動(dòng)。催化劑可以同等程度加快正逆反應(yīng)速率，對平衡無影響；對于左右兩邊氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和相等的反應(yīng)來說，縮小體積增大壓強(qiáng)，也可以加快反應(yīng)速率，對平衡無影響；

正確答案：加入催化劑或增大體系壓強(qiáng)。

②反應(yīng)①Fe(s) + CO2(g) FeO(s) + CO(g)在973K時(shí)k=1.47，反應(yīng)①中CO2和CO 的濃度分別為0.025mol/L和0.1mol/L時(shí)，Qc=C（CO）/C(CO2)=0.1/0.025=4，Qc>K，反應(yīng)逆向進(jìn)行，υ(正) ＜υ(逆)；

正確答案：否 ； ＜。