Question

1．下列三个化学反应的平衡常数与温度的关系分别如表所示：

化学反应	平衡常数	温度
		973K	1173K
①Fe（s）+CO2（g）?FeO（s）+CO（g）△H=Q1 kJ/mol	K1	1.47	2.15
②Fe（s）+H2O（g）?FeO（s）+H2（g）△H=Q2 kJ/mol	K2	2.38	1.72
③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=QkJ/mol	K	？	？

请回答：
（1）写出反应③的平衡常数K的表达式$\frac{C（CO{\;}_{2}）．C（H{\;}_{2}）}{C（CO）．C（H{\;}_{2}O）}$．
（2）根据反应①与②推导出Q₁、Q₂与Q的关系，Q=Q₂-Q₁（用Q₁、Q₂表示）根据反应①与②推导出K₁、K₂与K的关系，则K=$\frac{K{\;}_{2}}{K{\;}_{1}}$（用K₁、K₂表示）．
（3）反应③是放热（填“吸热”或“放热”）反应．
（4）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bd（填序号）．
a．扩大反应容器的容积            b．升高温度
c．使用合适的催化剂              d．增大CO₂的浓度
（5）1173K时，若向一容积固定的密闭容器中同时充入1.0mol CO、3.0mol H₂O、1.0mol CO₂和xmol H₂，若要使上述反应开始时正向进行，则x应满足的条件是x＜2.4．

Answer 1

分析 （1）反应③的平衡常数K的表达式K=$\frac{C（CO{\;}_{2}）．C（H{\;}_{2}）}{C（CO）．C（H{\;}_{2}O）}$；
（2）根据方程式①、②推测出方程式③，焓变进行相应的改变，从而得出K；
（3）根据温度和平衡常数的关系判断该反应是吸热反应还是放热反应；
（4）该反应是一个反应前后气体体积不变的且是正反应是放热的化学反应，所以压强对该反应无影响，要使该反应向逆反应方向移动，可以升高温度、增大生成物的浓度或减小反应物的浓度；
（5）计算浓度商Qc和平衡常数K比较分析判断反应进行方向．

解答 解：（1）反应③的平衡常数K的表达式K=$\frac{C（CO{\;}_{2}）．C（H{\;}_{2}）}{C（CO）．C（H{\;}_{2}O）}$；
故答案为：$\frac{C（CO{\;}_{2}）．C（H{\;}_{2}）}{C（CO）．C（H{\;}_{2}O）}$；
（2）将方程式②-①得方程式③，所以Q=Q₂-Q₁，K=$\frac{K{\;}_{2}}{K{\;}_{1}}$，故答案为：Q₂-Q₁；$\frac{K{\;}_{2}}{K{\;}_{1}}$；
（3）973K时K=$\frac{2.38}{1.47}$=1.62，1173K时K=$\frac{1.72}{2.15}$=0.8，升高温度，平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应；
故答案为：放热；
（4）该反应是一个反应前后气体体积不变的且是正反应是放热的化学反应，所以压强对该反应无影响，要使该反应向逆反应方向移动，可以升高温度、增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，故选bd；
（5）1173K时，若向一容积固定的密闭容器中同时充入1.0mol CO、3.0mol H₂O、1.0mol CO₂和xmol H₂，反应前后系数相同，可以利用物质的量代替平衡浓度计算平衡常数和浓度商，浓度商Qc=$\frac{1.0×x}{1.0×3.0}$，若要使上述反应开始时正向进行需要满足Qc=$\frac{1.0×x}{1.0×3.0}$＜K=0.8，x＜2.4，故答案为：x＜2.4．

点评 本题考查了化学平衡常数的确定、外界条件对反应速率的影响等知识点，注意反应前后气体体积不变的可逆反应中，压强对能改变反应速率但不影响平衡的移动，为易错点．