Question

已知化學反應①：Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），其平衡常數為K₁；化 反應②：Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g），其平衡常數為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

請填空：
（1）通過表格中的數值可以推斷：反應①是

 

（填“吸熱”或“放熱”）反應．
（2）現有反應③：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），請你寫出該反應的平衡常數K₃的數學表達式：K₃=

 

．
（3）在相同溫度下，根據反應①與②可推導出K₁、K₂與K₃之間的關系式

 

，據此關系式及上表數據，也能推斷出反應③是

 

（填“吸熱”或“放熱”）反應．
（4）要使反應③在一定條件下建立的平衡向正反應方向移動，可采取的措施有

 

（填寫字母序號，下同）．
A．增大壓強     B．體積不變時充入稀有氣體     C．升高溫度
D．使用合適的催化劑       E．在體系中投入少量P₂O₅固體
（5）圖甲、乙分別表示反應③在t₁時刻達到平衡，在t₂時刻因改變某個條件而發生變化的情況：①圖甲中t₂時刻發生改變的條件可能是

 

．
②圖乙中t₂時刻發生改變的條件可能是

 

．
A．升高溫度   B．降低溫度   C．加入催化劑   D．增大壓強  E．減小壓強   F．充入CO₂    G．分離出部分CO．

Answer 1

分析：（1）根據溫度升高平衡常數的變化判斷；
（2）化學平衡常數K=

K(CO)．C(H2O)

C(CO2)．C(H2)

；
（3）根據蓋斯定律，反應①-反應②=反應③，推出k₃=

K1

K2

，根據圖表可知溫度越高K₁越大，K₂越小，結合K₃與K₁、K₂的關系，推導出溫度對K₃的影響，再結合平衡移動判斷分析；
（4）該反應是一個反應前后氣體體積不變的化學反應，要使反應③在一定條件下建立的平衡向正反應方向移動，可以采用升高溫度或增大反應物濃度或減小生成物濃度的方法；
（5）圖甲中t₂時刻改變條件，正逆反應速率都增大但平衡不移動；
圖乙中t₂時刻改變條件，平衡向逆反應方向移動．

解答：解：（1）由表中數據可知，溫度升高，①的平衡常數增大，說明平衡向正反應方向移動，則正反應吸熱，故答案為：吸熱；
（2）化學平衡常數K=

K(CO)．C(H2O)

C(CO2)．C(H2)

，故答案為：

K(CO)．C(H2O)

C(CO2)．C(H2)

；
（3）根據蓋斯定律，反應①-反應②=反應③，所以k₃=

K1

K2

，由圖表可知，溫度升高K₁增大，k₂減小，所以k₃增大，即溫度升高，平衡向正反應方向移動，升高溫度平衡吸熱方向移動，反應③為吸熱反應，故答案為：

K1

K2

；吸熱；
（4）該反應是一個反應前后氣體體積不變的吸熱反應，壓強、催化劑對化學平衡移動無影響，增大反應物濃度或減小生成物的濃度、升高溫度都能使平衡向正反應方向移動，P₂O₅固體能和水反應生成磷酸，從而減少生成物濃度，平衡向右移動，故選CE；
（5）該反應是一個反應前后氣體體積不變的吸熱反應，圖甲中t₂時刻改變條件，正逆反應速率都增大但平衡不移動，改變的條件為增大壓強或加入催化劑，圖乙中t₂時刻改變條件，平衡向逆反應方向移動，二氧化碳濃度增大，一氧化碳濃度減小，可以采用降低溫度或增大水蒸氣的濃度或減小氫氣的濃度，
故選：CD；A．

點評：本題考查化學平衡移動問題，題目難度較大，本題注意蓋斯定律的運用，理解平衡常數的意義，注意反應③是一個反應前后氣體體積不變的可逆反應，壓強和催化劑對其平衡無影響．