Question

已知化学反应①Fe（s）+CO2（g）?FeO（s）+CO（g），其平衡常数为K1；化学反应②：Fe（s）+H2O（g）?FeO

已知化学反应①Fe（s）+CO2（g）?FeO（s）+CO（g），其平衡常数为K1；化学反应②：Fe（s）+H2O（g）?FeO（s）+H2（g），其平衡常数为K2．在温度973K 和1173K 情况下，K1、K2的值分别如下：温度K1K2973K1.472.381173K2.151.67（1）通过表格中的数值可以推断：反应①是______（填“吸热”或“放热”）反应．（2）现有反应③：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g），请你写出该反应的平衡常数K3的数学表达式：K3=______．（3）能判断反应③已达平衡状态的是______．A．容器中压强不变 B．混合气体中c（CO）不变　　C．v正（H2）=v逆（H2O） D．c（CO2）=c（CO）（4）根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式______．据此关系式及上表数据，也能推断出反应③是______（填“吸热”或“放热”）反应．要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施是______（填写序号）．A．缩小反应容器容积 B．扩大反应容器容积　C．降低温度 D．升高温度　　E．使用合适的催化剂 　F．设法减少CO的量．

Answer 1

（1）由表中数据可知，温度升高，①的平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应吸热，
故答案为：吸热；
（2）依据反应CO₂（g）+H₂（g）=CO（g）+H₂O（g），根据平衡常数的概念，该反应的平衡常数K₃的数学表达式：K=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

，故答案为：

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

；
（3）A、此反应是个气体体积不变的反应，故无论平衡与否，容器中压强一直不变，故压强不变不能作为反应达平衡的标志，故A错误；
B、混合气体中c（CO）不变，说明CO的消耗速率和生成速率相等，即正逆反应速率相等，故反应平衡，故B正确；
C、H₂的正反应速率与H₂O的逆反应速率相等，表示的是正逆反应速率，且满足计量数关系，说明达到了平衡状态，故C正确；
D、C（CO₂）=C（CH₃OH），不能判断正逆反应速率是否相等，无法判断是否达到平衡状态，故D错误；
故选BC．
（4）已知：①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）；
②Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）；
利用盖斯定律将①-②可得：③H₂（g）+CO₂（g）?CO（g）+H₂O（g）；
则K₃=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

=

c(CO)

c(CO2)

×

c(H2O)

c(H2)

=

K1

K2

；
依据图表平衡常数数据分析，温度升高

K1

K2

增大，说明平衡正向进行，反应是吸热反应；
③H₂（g）+CO₂（g）?CO（g）+H₂O（g）反应是吸热反应，反应前后气体体积不变，要使反应在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，则
A．缩小反应容器容积实质增大压强，反应前后气体体积不变，平衡不动； 故A不符合；   
B．扩大反应容器容积，压强减小，反应前后气体体积不变，平衡不动；故B不符合；       
C．反应是吸热反应，降低温度，平衡向放热反应方向进行，平衡逆向进行，故C不符合；  
D．反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向进行，平衡正向进行，故D符合；
E．使用合适的催化剂，催化剂只改变反应速率，不改变平衡，故E不符合；
F．设法减少CO的浓度，减少生成物浓度平衡正向进行，故F符合；
故答案为：

K1

K2

；吸热；DF．

Answer 2

（1）反应①fe（s）+co2（g）?feo（s）+co（g），500℃反应①的平衡常数为k1=1，根据平衡常数的表达式可知，平衡时co2与co的浓度相等，co2起始浓度为2mol．l-1，根据c原子守恒，所以平衡时c（co2）=c（co）
1
2
×2mol．l-1=1mol．l-1，
所以co2转化率为
2mol/l?1mol/l
2mol/l
×100%=50%，故答案为：50%；
（2）①fe（s）+co2（g）?feo（s）+co（g）平衡常数k1；反应②fe（s）+h2o（g）?feo+h2（g）平衡常数为k2，900℃进行反应③h2（g）+co2（g）?h2o（g）+co（g），其平衡常数k3=
c(co)c(h2o)
c(h2)c(co2)
=
k1
k2
=
2.4
1.6
=1.50；
故答案为：k3=1.50；
（3）图表反应②的平衡常数随温度升高而减小，说明平衡逆向进行，正反应是放热反应；反应②的焓变△h＜0；
故达为：＜；
（4）由（2）分析知反应②正反应为放热反应，且反应前后气体体积不变．
a、缩小反应器体积，增大压强，平衡不移动，故a错误；
b、加入水蒸气，反应物的浓度增加，平衡向正反应移动，故b正确；
c、该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应进行，故c错误；
d、使用合适的催化剂，缩短到达平衡时间，平衡不移动．故d错误．
故答案为：b；
（5）由表中数据可知，温度越高平衡常数k1越大，所以升高温度平衡向正反应进行，升高温度平衡向吸热方向移动，即正反应为吸热反应，且反应①反应前后气体体积不变．
a、处于交点时，正逆速率相等，反应处于平衡状态，当温度高于交点温度，平衡向正反应移动，说明图象表示正反应为吸热反应，符合温度变化对反应①的影响，故a正确；
b、在最高点时，反应处于平衡状态，当温度高于最高点对应的温度，co的含量降低，平衡向逆反应移动，说明图象表示正反应为放热反应，故b错误；
c、到达平衡时间越短，速率越快，温度越高，所以t1＞t2，温度越高，co的含量越低，平衡向逆反应移动，说明图象表示正反应为放热反应，故c错误．
故答案为：a；