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973 K和1173 K情况下,K1、K2的值分别如下:
温度 | K1 | K2 |
973 K | 1.47 | 2.38 |
1173 K | 2.15 | 1.67 |
(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
(1)吸热 (2)C(H2O)·C(CO)/C(CO2)·C(H2) (3)K3=K1/K2, 吸热, D、F
题目分析:(1)K1随温度升高而增大,K2随温度升高而减小,所以①是吸热反应、②是放热反应。(2)①-②得CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) K3=K1/K2。973K时K3=0.62、1173K时K3=1.29,K3随温度升高而增大,反应是吸热反应。CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)反应前后气体物质的量不变,改变压强平衡不移动,A、B错误;正反应是吸热反应,升高温度平衡向右移动,D正确、C错误;催化剂同等程度改变正、逆反应速率,平衡不移动;减少一氧化碳浓度,平衡右移。
点评:两反应相加,平衡常数相乘;两反应相减,平衡常数相除。若方程式中各物质的计量数变为原来的n倍,则平衡常数变为Kn。