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化学反应原理对于工业生产和科研有重要意义
I、下列三个化学反应的平衡常数(K1、K2、K3)与温度的关系分别如下表所示:

化学反应
平衡常数
温度
973 K
1173 K
①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)
K1
1.47
2.15
②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)
K2
2.38
1.67
③CO(g) +H2O(g)CO2(g) +H2(g)
K3


 
请回答:
(1)反应①是       (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=__________(用K1、K2表示)。
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡向逆反应方向移动,可采取的措施有 _____(填写字母序号)。
A.缩小反应容器的容积
B.扩大反应容器的容积
C.升高温度
D.使用合适的催化剂
E.设法减小平衡体系中的CO的浓度
(4)若反应③的逆反应速率与时间的关系如图所示:

①可见反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了一种条件,试判断改变的是什么条件:t2时__________________; t8时__________________。
②若t4时降压, t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系线。
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(1)吸热
(2)
(3)CE
(4)①升高温度或增大CO2的浓度(增大H2的浓度);使用催化剂或增大压强

(5)2CO2+4e-+2H2O═2CO+4OH-(或CO2+2e-+H2O═CO+2OH-)(6)2mol

解析试题分析:(1)在反应①中随着温度的升高平衡常数增大,这说明升高温度平衡向正反应方向移动,因此正方应是吸热反应。
(2)根据反应①②并依据盖斯定律可知②-①即得到反应③,所以平衡常数之间的关系为K3
(3)根据表中数据可知,随着温度的升高K1逐渐增大,而K2逐渐减小,所以K3逐渐减小,这说明升高温度反应③向逆反应方向移动,因此正方应是放热反应。由于正方应是体积不变的可逆反应,所以要使平衡向逆反应方向移动,则可以升高温度或增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,而压强和催化剂不能改变平衡,故答案选CE。
(4)①根据图像可知,t2时逆反应速率瞬间增大,然后逐渐减小,说明平衡向逆反应方向移动,由于正方应是体积不变的放热的可逆反应,所以改变的条件是升高温度或增大CO2的浓度(增大H2的浓度)。t8时逆反应速率瞬间增大,但平衡不移动,由于正方应是体积不变的放热的可逆反应,所以改变的条件是使用催化剂或增大压强。
②若t4时降压,反应速率均减小,但平衡不移动。t6时增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,逆反应速率逐渐增大,因此t4~t6时逆反应速率与时间的关系线为

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考点:考查盖斯定律的应用、平衡常数的有关计算与应用、外界条件对平衡状态的影响以及电化学原理的应用

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