Question

1．已知化學反應①：Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），其平衡常數為K₁；
化學反應②：Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g），其平衡常數為K₂，
在溫度973K和1173K情況下，K₁、K₂的值分別如下：

溫度	K1	K2
973K	1.47	2.38
1173K	2.15	1.67

（1）通過表格中的數值可以推斷：反應①是吸熱（填“吸熱”或“放熱”）反應．
（2）現有反應③：CO₂（g）+H₂（g）??ΧΟ（γ）+Η₂O（g），請你寫出該反應的平衡常數K₃的數學表達式：K₃=$\frac{[CO][H{\;}_{2}O]}{[H{\;}_{2}][CO{\;}_{2}]}$．
（3）根據反應①與②可推導出K₁、K₂與K₃之間的關系式$\frac{K{\;}_{1}}{K{\;}_{2}}$，據此關系式及上表數據，也能推斷出反應③是吸熱（填“吸熱”或“放熱”）反應．
（4）要使反應③在一定條件下建立的平衡向正反應方向移動，
可采取的措施有CE（填寫字母序號）．
A．縮小反應容器的容積     B．擴大反應容器的容積     C．升高溫度
D．使用合適的催化劑       E．設法減小平衡體系中的CO的濃度．

Answer 1

分析 （1）根據溫度升高平衡常數的變化判斷；
（2）依據平衡常數概念寫出反應的平衡常數計算式；
（3）利用蓋斯定律計算，平衡常數，結合圖表中平衡常數隨溫度變化分析反應熱量變化；
（4）依據化學平衡影響因素分析平衡移動方向．

解答 解：（1）由表中數據可知，溫度升高，①的平衡常數增大，說明平衡向正反應方向移動，則正反應吸熱，
故答案為：吸熱；
（2）依據反應CO₂（g）+H₂（g）=CO（g）+H₂O（g），根據平衡常數的概念，該反應的平衡常數K₃的數學表達式：K=$\frac{[CO][H{\;}_{2}O]}{[H{\;}_{2}][CO{\;}_{2}]}$，故答案為：$\frac{[CO][H{\;}_{2}O]}{[H{\;}_{2}][CO{\;}_{2}]}$；
（3）已知：①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）；
②Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）；
利用蓋斯定律將①-②可得：③H₂（g）+CO₂（g）?CO（g）+H₂O（g）；
則K₃=$\frac{[CO][H{\;}_{2}O]}{[H{\;}_{2}][CO{\;}_{2}]}$=$\frac{\frac{\frac{c（CO）}{c（CO{\;}_{2}）}}{c（H{\;}_{2}）}}{c（H{\;}_{2}O）}$=$\frac{K{\;}_{1}}{K{\;}_{2}}$；
依據圖表平衡常數數據分析，溫度升高$\frac{K{\;}_{1}}{K{\;}_{2}}$增大，說明平衡正向進行，反應是吸熱反應；故答案為：$\frac{K{\;}_{1}}{K{\;}_{2}}$；吸熱；
（4）H₂（g）+CO₂（g）?CO（g）+H₂O（g）反應是吸熱反應，反應前后氣體體積不變，要使反應在一定條件下建立的平衡向正反應方向移動，則
A．縮小反應容器容積實質增大壓強，反應前后氣體體積不變，平衡不動； 故A不符合；
B．擴大反應容器容積，壓強減小，反應前后氣體體積不變，平衡不動；故B不符合；
C．反應是吸熱反應，升高溫度，平衡向吸熱反應方向進行，平衡正向進行，故C符合；
D．使用合適的催化劑，催化劑只改變反應速率，不改變平衡，故D不符合；
E．設法減少CO的濃度，減少生成物濃度平衡正向進行，故E符合；
故答案為：CE．

點評 本題考查化學平衡影響因素的分析判斷，平衡常數的計算應用，數據處理的能力，題目難度中等．