Question

5．下列三個化學反應的平衡常數（K₁、K₂、K₃）與溫度的關系分別如下表所示：請回答：

（1）反應①是吸熱（填“吸熱”或“放熱”）反應．
（2）寫出反應③的平衡常數K₃的表達式$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$．
（3）根據反應①與②可推導出K₁、K₂與K₃之間的關系，則K₃=$\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}$（用K₁、K₂表示）．
（4）要使反應③在一定條件下建立的平衡向逆反應方向移動，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
（5）若反應③的逆反應速率與時間的關系如圖所示：

①可見反應在t₁、t₃、t₇時都達到了平衡，而t₂、t₈時都改變了一種條件，試判斷改變的是什么條件：t₂時升高溫度或增大生成物的濃度； t₈時增大壓強或使用催化劑．
②若t₄時降壓，t₆時增大反應物的濃度，請在圖中畫出t₄～t₆時逆反應速率與時間的關系線．

Answer 1

分析 （1）由表中數據可知，反應①中溫度越高，平衡常數越大，說明升高溫度平衡向正反應方向移動；
（2）化學平衡常數，是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值；
（3）反應②-反應①得到反應③，則平衡常數K₃為反應②與反應①的平衡常數商；
（4）反應①溫度越高，平衡常數越大，反應②溫度越高，平衡常數越小，而K₃=$\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}$，故反應③溫度越高，平衡常數越小，即正反應為放熱反應，結合平衡移動原理分析解答；
（5）①t₂時逆反應速率增大，且平衡時反應速率大于t₂時反應速率，平衡向逆反應方向移動，該反應正反應是一個反應前后氣體體積不變的放熱反應，不能是增大壓強，可能是升高溫度或者增大生成物的濃度；
t₈時反應速率增大，但平衡不移動，該反應正反應是一個反應前后氣體體積不變的反應，可能為增大壓強或使用催化劑；
②t₄時降壓，逆反應速率減小，但平衡不移動，t₆時增大反應物的濃度，瞬間t₆點逆反應速率不變，平衡向正反應方向移動，隨著反應的進行，逆反應速率增大．

解答 解：（1）由表中數據可知，反應①中溫度越高，平衡常數越大，說明升高溫度平衡向正反應方向移動，升高溫度平衡向吸熱反應方向移動，故正反應為吸熱反應，
故答案為：吸熱；
（2）反應③的平衡常數K₃的表達式K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$，
故答案為：$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$；
（3）反應②-反應①得到反應③，則平衡常數K₃為反應②與反應①的平衡常數商，故K₃=$\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}$，
故答案為：$\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}$；
（4）反應①溫度越高，平衡常數越大，反應②溫度越高，平衡常數越小，而K₃=$\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}$，故反應③溫度越高，平衡常數越小，即正反應為放熱反應．
A．縮小反應容器的容積，壓強增大，反應前后氣體體積不變，平衡不移動，故A錯誤；
B．擴大反應容器的容積，壓強減小，反應前后氣體體積不變，平衡不移動，故B錯誤；
C．升高溫度，平衡向逆向移動，故C正確；
D．使用合適的催化劑，同等程度加快反應速率，平衡不移動，故D錯誤；
E．設法減小平衡體系中的CO的濃度，平衡向逆反應方向移動，故E正確，
故選：CE；
（5）①t₂時逆反應速率增大，然后逆反應速率減低，且平衡時反應速率大于t₂時反應速率，平衡向逆反應方向移動，該反應正反應是一個反應前后氣體體積不變的放熱反應，不能增大壓強，可能是升高溫度或增大生成物的濃度；
t₈時反應速率增大，但平衡不移動，該反應正反應是一個反應前后氣體體積不變的反應，可能為增大壓強或使用催化劑，
故答案為：升高溫度或增大生成物的濃度；增大壓強或使用催化劑；
②t₄時降壓，逆反應速率減小，但平衡不移動，t₆時增大反應物的濃度，瞬間t₆點逆反應速率不變，平衡向正反應方向移動，隨著反應的進行，逆反應速率增大，在圖中畫出t₄～t₆時逆反應速率與時間的關系線為：，
故答案為：．

點評 本題考查化學平衡常數、化學平衡與化學反應速率的影響因素、速率-時間圖象等，側重考查學生的分析能力，題目難度中等．