Question

【题目】CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。

已知反应Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g）的平衡常数为K1；

反应Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g）的平衡常数为K2。

在不同温度时K1、K2的值如下表：

温度（绝对温度）	K1	K2
973	1.47	2.38
1173	2.15	1.67

（1）推导反应CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）的平衡常数K与K1、K2的关系式：_____________________。

（2）通过K值的计算，（1）中的反应是_________反应（填“吸热”或“放热”）。

（3）在一体积为10L的密闭容器中，加入一定量的CO2和H2O（g），在1173开时发生反应并记录前5min的浓度，第6min时改变了反应的条件。各物质的浓度变化如下表：

时间/min	CO2	H2O	CO	H2
0	0.2000	0.3000	0	0
2	0.1740	0.2740	0.0260	0.0260
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3
5	0.0727	0.1727	0.1273	0.1273
6	0.0350	0.1350	0.1650

①前2min，用CO表示的该化学反应的速率是：_______________________。

②在3~4min之间，反应处于___________状态（填“平衡”或“非平衡”）。

③第6min时，平衡向_________方向移动，可能的原因是______________________。

Answer 1

【答案】K= 吸热 v（CO）=0.0130mol·L-1·nin-1 平衡 右或正反应 升高温度或降低了H2浓度

【解析】

(1) 利用盖斯定律计算平衡常数K、K1与K2之间的关系式；

(2)根据温度升高平衡常数的变化判断，由表中数据知升温平衡常数变大，说明平衡正向移动;

(3) ①根据v=计算；

②根据可逆反应特征：可逆反应到达平衡时，各组分的浓度保持不变；

③6min时，CO2浓度降低、H2O的浓度减小、CO的浓度增大，平衡正向移动，可能是改变温度或移走水蒸气。

（1）CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）平衡常数K的表达式K= ；

Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g）的平衡常数为K1=；

Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g）的平衡常数为K2=，由平衡常数分析计算可知，K与K1、K2二者的关系为K=；

（2）973时，K===0.68；1173时，K===1.43；故升高温度，K值增大，平衡正向移动，（1）中的反应是吸热反应；

(3)①前2min,用CO表示的该化学反应的速率c(CO)==0.013mol/(Lmin)；

②由表中数据可知，3min、 4min时， 反应混合物对应物质的浓度不变，处于与平衡状态；

③表6min时， CO2浓度降低、H2O的浓度减小、CO的浓度增大，说明平衡向正反应移动，正反应为吸热反应，可能是升高温度，由于氢气物质的量未知，也可能是降低氢气浓度。