问题 问答题

已知化学反应①:Fe(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K2.在温度973K和1173K情况下,K1、K2的值分别如下:

温度K1K2
973K1.472.38
1173K2.151.67
(1)通常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)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,可采取的措施有______(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的浓度.

答案

(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=

[CO][H2O]
[H2][CO2]
,故答案为:
[CO][H2O]
[H2][CO2]

(3)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(H2)c(CO2)
=
c(CO)
c(CO2)
c(H2)
c(H2O)
=
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.

选择题
填空题