Question

已知化學(xué)反應(yīng)①：Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），其平衡常數(shù)為K₁；
化學(xué)反應(yīng)②：Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g），其平衡常數(shù)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(shù)值可以推斷：反應(yīng)①是

 

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（2）現(xiàn)有反應(yīng)③：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），請你寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)K₃的數(shù)學(xué)表達式：K₃=

 

，根據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K₁、K₂與K₃之間的關(guān)系式

 

，據(jù)此關(guān)系式及上表數(shù)據(jù)，也能推斷出反應(yīng)③是

 

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（3）要使反應(yīng)③在一定條件下建立的平衡向正反應(yīng)方向移動同時υ_正增大可采取的措施有

 

（填寫字母序號）．
A．縮小反應(yīng)容器的容積   B．?dāng)U大反應(yīng)容器的容積
C．升高溫度   D．使用合適的催化劑     E．設(shè)法減小平衡體系中的CO的濃度
（4）如圖甲、乙分別表示反應(yīng)③在t₁時刻達到平衡，在t₂時刻因改變某個條件而發(fā)生變化的情況：
①圖甲中t₂時刻發(fā)生改變的條件是

 

．
②圖乙中t₂時刻發(fā)生改變的條件是

 

．
（5）在830℃溫度下，反應(yīng)③的K值為1，在2L的密閉容器中，加入1mol CO₂和3mol H₂充分反應(yīng)達平衡時，CO平衡濃度為

 

 mol/L，H₂轉(zhuǎn)化率

 

．若向容器中再加入1mol CO₂和3mol H₂達到平衡后CO平衡濃度

 

mol/L，CO₂體積分?jǐn)?shù)

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖象的綜合應(yīng)用

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）反應(yīng)①中，升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；
（2）將方程式①-②得反應(yīng)③：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），K₃=

c(CO)．c(H2O)

c(CO2)．c(H2)

=

c(CO)

c(CO2)

.

1

c(H2) c(H2O)

=

K1

K2

；
升高溫度根據(jù)平衡常數(shù)變化確定反應(yīng)熱；
（3）該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的吸熱反應(yīng)，平衡向正反應(yīng)方向移動同時υ_正增大，可以采用升高溫度的方法；
（4）①圖甲中t₂時刻，正逆反應(yīng)速率同等程度的增大，平衡不移動，可以采用使用催化劑、增大壓強的方法；
②圖乙中t₂時刻，二氧化碳濃度增大、CO濃度減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動；
（5）在830℃溫度下，反應(yīng)③的K值為1，開始時c（CO₂）=

1mol

2L

=0.5mol/L、c（H₂）=

3mol

2L

=1.5mol/L，
設(shè)平衡時參加反應(yīng)的氫氣濃度為xmol/L，
CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
開始0.5mol/L 1.5mol/L 0  0
反應(yīng)xmol/L   xmol/L  xmol/L xmol/L
平衡（0.5-x）mol/L（1.5-x）mol/L xmol/L xmol/L
化學(xué)平衡常數(shù)K=

x．x

(0.5-x)．(1.5-x)

=1，x=0.375，
據(jù)此計算平衡時CO濃度、氫氣的轉(zhuǎn)化率；
溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，據(jù)此進行計算．

解答： 解：（1）反應(yīng)①中，升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故答案為：吸熱； 
（2）將方程式①-②得反應(yīng)③：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），K₃=

c(CO)．c(H2O)

c(CO2)．c(H2)

=

c(CO)

c(CO2)

.

1

c(H2) c(H2O)

=

K1

K2

，升高溫度，K₁增大、K₂減小，則K₃增大，則該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故答案為：

c(CO)．c(H2O)

c(CO2)．c(H2)

；K₃=

K1

K2

；吸熱；  
（3）該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的吸熱反應(yīng)，平衡向正反應(yīng)方向移動同時υ_正增大，可以采用升高溫度的方法，故選C；
（4）①該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的吸熱反應(yīng)，圖甲中t₂時刻，正逆反應(yīng)速率同等程度的增大，平衡不移動，可以采用使用催化劑、增大壓強的方法，
故答案為：增大壓強或使用催化劑；
②該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的吸熱反應(yīng)，圖乙中t₂時刻，二氧化碳濃度增大、CO濃度減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動，可以采用降低溫度、分離出氫氣的方法，
故答案為：降低溫度或從體系中分離出H₂；
（5）在830℃溫度下，反應(yīng)③的K值為1，開始時c（CO₂）=

1mol

2L

=0.5mol/L、c（H₂）=

3mol

2L

=1.5mol/L，
設(shè)平衡時參加反應(yīng)的氫氣濃度為xmol/L，
     CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
開始 0.5mol/L 1.5mol/L 0       0
反應(yīng)  xmol/L   xmol/L  xmol/L xmol/L
平衡（0.5-x）mol/L（1.5-x）mol/L xmol/L xmol/L
化學(xué)平衡常數(shù)K=

x．x

(0.5-x)．(1.5-x)

=1，x=0.375，
則平衡時CO濃度=（0.5-0.375）mol/L=0.125mol/L，氫氣的轉(zhuǎn)化率=

0.375mol/L

1.5mol/L

×100%=25%；
溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，
設(shè)平衡時參加反應(yīng)的CO濃度為ymol/L，開始時c（CO₂）=

2mol

2L

=1mol/L、c（H₂）=

6mol

2L

=3mol/L，
CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
開始1mol/L 3mol/L 0  0
反應(yīng)ymol/L ymol/L  ymol/L ymol/L
平衡（1-y）mol/L（3-y）mol/L ymol/L ymol/L
化學(xué)平衡常數(shù)K=

y．y

(1-y)．(3-y)

=1，y=0.75，
平衡時c（CO）=0.75mol/L，
二氧化碳體積分?jǐn)?shù)等其物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=

1-0.75

1+3

×100%=6.25%，
故答案為：0.375；25%； 0.75；6.25%．

點評：本題考查化學(xué)平衡的計算、反應(yīng)熱的計算、平衡移動方向的判斷等知識點，側(cè)重考查學(xué)生分析能力、計算能力，知道外界條件對化學(xué)平衡移動的影響，知道化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，題目難度中等．