Question

5．下列三個化學反應的平衡常數(shù)（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(shù)K₃的表達式$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$．
（3）根據(jù)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(shù)據(jù)可知，反應①中溫度越高，平衡常數(shù)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(shù)，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(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)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(shù)K₃為反應②與反應①的平衡常數(shù)商；
（4）反應①溫度越高，平衡常數(shù)越大，反應②溫度越高，平衡常數(shù)越小，而K₃=$\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}$，故反應③溫度越高，平衡常數(shù)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(shù)據(jù)可知，反應①中溫度越高，平衡常數(shù)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(shù)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(shù)K₃為反應②與反應①的平衡常數(shù)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(shù)越大，反應②溫度越高，平衡常數(shù)越小，而K₃=$\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}$，故反應③溫度越高，平衡常數(shù)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(shù)、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．