Question

10．設(shè)反應(yīng)①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H=Q₁的平衡常數(shù)為K₁，
反應(yīng)②Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）△H=Q₂的平衡常數(shù)為K₂，
反應(yīng)③H₂（g）+CO₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H=Q₃，平衡常數(shù)為K₃．
請(qǐng)結(jié)合表中在不同溫度下K₁、K₂的值，回答下列問題：

T/K	K1	K2
973	1.47	2.38
1173	2.20	1.50

（1）反應(yīng)①的平衡常數(shù)表達(dá)式K₁=$\frac{[CO]}{[C{O}_{2}]}$，△H＞0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）根據(jù)反應(yīng)①與②推導(dǎo)出Q₁、Q₂、Q₃的關(guān)系式：Q₃=Q₃=Q₁-Q₂．計(jì)算出在1173K時(shí)反應(yīng)③的平衡常數(shù)K₃的數(shù)值：K₃=1.4．
（3）能判斷反應(yīng)③已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是CD．
A．容器中壓強(qiáng)不變    B．△H不變     C．v_正（H₂）=v_逆（CO）   D．CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，生成物的濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學(xué)平衡常數(shù)中寫出；
由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度平衡常數(shù)增大，說明升高溫度平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
（2）根據(jù)蓋斯定律，①-②可得③，③的反應(yīng)熱等于反應(yīng)①、②的反應(yīng)熱之差；反應(yīng)③的平衡常數(shù)K₃=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$；
（3）可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的正逆速率相等，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說明到達(dá)平衡．

解答 解：（1）反應(yīng)①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）的平衡常數(shù)為K₁=$\frac{[CO]}{[C{O}_{2}]}$，
由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度平衡常數(shù)增大，說明升高溫度平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則△H＞0，
故答案為：$\frac{[CO]}{[C{O}_{2}]}$；＞；
（2）根據(jù)蓋斯定律，①-②可得③，則Q₃=Q₁-Q₂；反應(yīng)③的平衡常數(shù)K₃=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$，1173K時(shí)反應(yīng)③的平衡常數(shù)K₃=$\frac{2.2}{1.5}$=1.4，
故答案為：Q₃=Q₁-Q₂；1.4；
（3）A．容器中壓強(qiáng)始終不變，故A錯(cuò)誤；
B．△H與物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)，與是否到達(dá)平衡無關(guān)，故B錯(cuò)誤；
C．v_正（H₂）=v_逆（CO）說明CO的生成速率與消耗速率相等，反應(yīng)到達(dá)平衡，故C正確；
D．CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，說明反應(yīng)到達(dá)平衡，故D正確，
故選：CD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算及影響因素、平衡狀態(tài)判斷、蓋斯定律應(yīng)用等，注意判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說明到達(dá)平衡．