Question

2．下列三個(gè)化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)（K₁、K₂、K₃）與溫度的關(guān)系分別如表所示

化學(xué)反應(yīng)	平衡常數(shù)	溫度
		973K	1173K
①Fe（s）+CO2（g）?FeO（s）+CO（g）	K1	1.47	2.15
②Fe（s）+H2O（g）?FeO（s）+H2（g）	K2	2.38	1.67
③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）	K3	？	？

請回答：（1）反應(yīng) ②是放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（2）根據(jù)反應(yīng) ①與 ②可推導(dǎo)出K₁、K₂與K₃之間的關(guān)系，則K₃=$\frac{K{\;}_{2}}{K{\;}_{1}}$（用K₁、K₂表示）．
（3）反應(yīng) ③能進(jìn)行的主要原因是該反應(yīng)是放熱反應(yīng)．
（4）反應(yīng) ①達(dá)到平衡時(shí)再加入少量鐵粉，平衡將不移動(dòng)（填“正向移動(dòng)”、“不移動(dòng)”或“逆向移動(dòng)”）；鐵的轉(zhuǎn)化率將減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“不變”或“減小”）．
（5）要使反應(yīng) ③在一定條件下建立的平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，可采取的措施有BD．
A．縮小反應(yīng)容器的容積       B．升高溫度
C．使用合適的催化劑        D．設(shè)法減少平衡體系中的CO的濃度
（6）若反應(yīng) ③的逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示：

①可見反應(yīng)在t₁、t₃、t₇時(shí)都達(dá)到了平衡，而t₂、t₈時(shí)都改變了一種條件，試判斷改變的是什么條件：t₂時(shí)增大生成物的濃度； t₈時(shí)增大壓強(qiáng)或使用催化劑．

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)②中溫度越高，平衡常數(shù)越小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；
（2）反應(yīng)②-反應(yīng)①得到反應(yīng)③，則平衡常數(shù)K₃為反應(yīng)②與反應(yīng)①的平衡常數(shù)商；
（3）反應(yīng)①溫度越高，平衡常數(shù)越大，反應(yīng)②溫度越高，平衡常數(shù)越小，而K₃=$\frac{K{\;}_{2}}{K{\;}_{1}}$，故反應(yīng)③溫度越高，平衡常數(shù)越小，即正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
（4）加入純固體平衡不移動(dòng)，據(jù)此分析；
（5）反應(yīng)①溫度越高，平衡常數(shù)越大，反應(yīng)②溫度越高，平衡常數(shù)越小，而K₃=$\frac{K{\;}_{2}}{K{\;}_{1}}$，故反應(yīng)③溫度越高，平衡常數(shù)越小，即正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析解答；
（6）①t₂時(shí)逆反應(yīng)速率增大，且平衡時(shí)反應(yīng)速率大于t₂時(shí)反應(yīng)速率，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)正反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不變的吸熱反應(yīng)，不能是升高溫度、增大壓強(qiáng)，可能是增大生成物的濃度；
t₈時(shí)反應(yīng)速率增大，但平衡不移動(dòng)，該反應(yīng)正反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，可能為增大壓強(qiáng)或使用催化劑；

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)②中溫度越高，平衡常數(shù)越小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；
（2）反應(yīng)②-反應(yīng)①得到反應(yīng)③，則平衡常數(shù)K₃為反應(yīng)②與反應(yīng)①的平衡常數(shù)商，故K₃=$\frac{K{\;}_{2}}{K{\;}_{1}}$，
故答案為：$\frac{K{\;}_{2}}{K{\;}_{1}}$；
（3）反應(yīng)①溫度越高，平衡常數(shù)越大，反應(yīng)②溫度越高，平衡常數(shù)越小，而K₃=$\frac{K{\;}_{2}}{K{\;}_{1}}$，故反應(yīng)③溫度越高，平衡常數(shù)越小，即正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以反應(yīng) ③能進(jìn)行的主要原因是該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故答案為：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
（4）因?yàn)殍F粉為純固體，所以反應(yīng) ①達(dá)到平衡時(shí)再加入少量鐵粉，平衡將不移動(dòng)；鐵的轉(zhuǎn)化率將減小，故答案為：不移動(dòng)；減��；
（5）反應(yīng)①溫度越高，平衡常數(shù)越大，反應(yīng)②溫度越高，平衡常數(shù)越小，而K₃=$\frac{K{\;}_{2}}{K{\;}_{1}}$，故反應(yīng)③溫度越高，平衡常數(shù)越小，即正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
A．縮小反應(yīng)容器的容積，壓強(qiáng)增大，反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡不移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B．升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故B正確；
C．使用合適的催化劑，同等程度加快反應(yīng)速率，平衡不移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；
D．設(shè)法減小平衡體系中的CO的濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故D正確；
故選：BD；
（6）①t₂時(shí)逆反應(yīng)速率增大，然后逆反應(yīng)速率減低，且平衡時(shí)反應(yīng)速率大于t₂時(shí)反應(yīng)速率，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)正反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不變的吸熱反應(yīng)，不能是升高溫度、增大壓強(qiáng)，可能是增大生成物的濃度；
t₈時(shí)反應(yīng)速率增大，但平衡不移動(dòng)，該反應(yīng)正反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，可能為增大壓強(qiáng)或使用催化劑，
故答案為：增大生成物的濃度；增大壓強(qiáng)或使用催化劑．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡與化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素、速率-時(shí)間圖象等，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力，題目難度中等．