Question

8．（1）反应Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H₁，平衡常数为K₁；反应Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）△H₂，平衡常数为K₂；在不同温度时K₁、K₂的值如表：

	700℃	900℃
K1	1.47	2.15
K2	2.38	1.67

反应CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H，平衡常数K，则△H=△H₁-△H₂ （用△H₁和△H₂表示），K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$（用K₁和K₂表示），且由上述计算可知，反应CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）是吸热反应（填“吸热”或“放热”）；
（2）一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO₂气体，发生反应Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H＞0，CO₂的浓度与时间的关系如图所示：
①该条件下反应的平衡常数为2.0；若铁粉足量，CO₂的起始浓度为2.0mol•L^-1，则平衡时CO₂的浓度为$\frac{2}{3}$mol•L^-1；
②下列措施中能使平衡时K增大的是A（填选项字母）．
A．升高温度   B．增大压强C．再充入一定量的CO₂     D．再加入一定量铁粉．

Answer 1

分析 （1）据已知热化学方程式，利用盖斯定律解答；据化学平衡常数表达式分析；
（2）①依据平衡常数概念写出，用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度的幂次方乘积得到平衡常数表达式，代入图上数据即可求K；据K求算二氧化碳的平衡浓度；
②$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$是该反应的平衡常数表达式，平衡常数随温度变化，结合平衡移动原理分析判断

解答 解：（1）已知①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）△H₁，②Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）△H₂，据盖斯定律，①-②得：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H=△H₁-△H₂；反应的K=$\frac{[CO][{H}_{2}O]}{[C{O}_{2}][{H}_{2}]}$，K₁=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$，K₂=$\frac{[{H}_{2}]}{[{H}_{2}O]}$，所以K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$；K₁随温度的升高而增大，K₂随温度升高而减小，则K随温度升高而增大，说明正反应吸热，故答案为：△H₁-△H₂；$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$；吸热；
（2）①据图分析平衡时二氧化碳和CO的浓度分别为0.5mol/L和1mol/L，K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$=$\frac{1.0mol/L}{0.5mol/L}$=2.0；若CO₂的起始浓度为2.0mol•L^-1，据方程式可知，反应的二氧化碳的浓度与生成CO浓度相等，设为xmol/L，则平衡时二氧化碳浓度为（2.0-x）mol/L，K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$=$\frac{x}{2.0-x}$=2.0，x=$\frac{4}{3}$，平衡时二氧化碳浓度=2.0-$\frac{4}{3}$=$\frac{2}{3}$mol/L，
故答案为：2.0；$\frac{2}{3}$；
②平衡常数随温度变化，不随浓度压强等因素变化，反应是吸热反应，升温平衡时K增大；
A．升高温度，平衡正向进行，平衡常数增大，故A正确；
B．增大压强，平衡不动，平衡常数不变，故B错误；
C．充入一定量CO₂，平衡正向进行，但平衡常数不变，故C错误；
D．再加入一定量铁粉，平衡常数不变，故D错误；
故答案为：A．

点评 本题考查化学平衡影响因素、平衡状态的判断、化学平衡的计算，题目计算量较大，难度较大．