Question

1．下列三個(gè)化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系分別如表所示：

化學(xué)反應(yīng)	平衡常數(shù)	溫度
		973K	1173K
①Fe（s）+CO2（g）?FeO（s）+CO（g）△H=Q1 kJ/mol	K1	1.47	2.15
②Fe（s）+H2O（g）?FeO（s）+H2（g）△H=Q2 kJ/mol	K2	2.38	1.72
③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=QkJ/mol	K	？	？

請(qǐng)回答：
（1）寫(xiě)出反應(yīng)③的平衡常數(shù)K的表達(dá)式$\frac{C（CO{\;}_{2}）．C（H{\;}_{2}）}{C（CO）．C（H{\;}_{2}O）}$．
（2）根據(jù)反應(yīng)①與②推導(dǎo)出Q₁、Q₂與Q的關(guān)系，Q=Q₂-Q₁（用Q₁、Q₂表示）根據(jù)反應(yīng)①與②推導(dǎo)出K₁、K₂與K的關(guān)系，則K=$\frac{K{\;}_{2}}{K{\;}_{1}}$（用K₁、K₂表示）．
（3）反應(yīng)③是放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（4）要使反應(yīng)③在一定條件下建立的平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，可采取的措施有bd（填序號(hào)）．
a．?dāng)U大反應(yīng)容器的容積            b．升高溫度
c．使用合適的催化劑              d．增大CO₂的濃度
（5）1173K時(shí)，若向一容積固定的密閉容器中同時(shí)充入1.0mol CO、3.0mol H₂O、1.0mol CO₂和xmol H₂，若要使上述反應(yīng)開(kāi)始時(shí)正向進(jìn)行，則x應(yīng)滿足的條件是x＜2.4．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)③的平衡常數(shù)K的表達(dá)式K=$\frac{C（CO{\;}_{2}）．C（H{\;}_{2}）}{C（CO）．C（H{\;}_{2}O）}$；
（2）根據(jù)方程式①、②推測(cè)出方程式③，焓變進(jìn)行相應(yīng)的改變，從而得出K；
（3）根據(jù)溫度和平衡常數(shù)的關(guān)系判斷該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)；
（4）該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不變的且是正反應(yīng)是放熱的化學(xué)反應(yīng)，所以壓強(qiáng)對(duì)該反應(yīng)無(wú)影響，要使該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，可以升高溫度、增大生成物的濃度或減小反應(yīng)物的濃度；
（5）計(jì)算濃度商Qc和平衡常數(shù)K比較分析判斷反應(yīng)進(jìn)行方向．

解答 解：（1）反應(yīng)③的平衡常數(shù)K的表達(dá)式K=$\frac{C（CO{\;}_{2}）．C（H{\;}_{2}）}{C（CO）．C（H{\;}_{2}O）}$；
故答案為：$\frac{C（CO{\;}_{2}）．C（H{\;}_{2}）}{C（CO）．C（H{\;}_{2}O）}$；
（2）將方程式②-①得方程式③，所以Q=Q₂-Q₁，K=$\frac{K{\;}_{2}}{K{\;}_{1}}$，故答案為：Q₂-Q₁；$\frac{K{\;}_{2}}{K{\;}_{1}}$；
（3）973K時(shí)K=$\frac{2.38}{1.47}$=1.62，1173K時(shí)K=$\frac{1.72}{2.15}$=0.8，升高溫度，平衡常數(shù)減小，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
故答案為：放熱；
（4）該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不變的且是正反應(yīng)是放熱的化學(xué)反應(yīng)，所以壓強(qiáng)對(duì)該反應(yīng)無(wú)影響，要使該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，可以升高溫度、增大生成物的濃度或減小反應(yīng)物的濃度，故選bd；
（5）1173K時(shí)，若向一容積固定的密閉容器中同時(shí)充入1.0mol CO、3.0mol H₂O、1.0mol CO₂和xmol H₂，反應(yīng)前后系數(shù)相同，可以利用物質(zhì)的量代替平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù)和濃度商，濃度商Qc=$\frac{1.0×x}{1.0×3.0}$，若要使上述反應(yīng)開(kāi)始時(shí)正向進(jìn)行需要滿足Qc=$\frac{1.0×x}{1.0×3.0}$＜K=0.8，x＜2.4，故答案為：x＜2.4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)的確定、外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響等知識(shí)點(diǎn)，注意反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)中，壓強(qiáng)對(duì)能改變反應(yīng)速率但不影響平衡的移動(dòng)，為易錯(cuò)點(diǎn)．