题目内容

3.(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℃
K11.472.15
K22.381.67
①反应CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H,平衡常数为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能判断CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)达到化学平衡状态的依据是BC(填序号).
A.容器中压强不变
B.混合气体中c(CO)不变
C.v(H2)=v(H2O)
D.将体积比为1:2的CO2、H2气体置于密闭容器中发生上述反应,CO和H2O的体积比保持不变时.

分析 (1)①Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)①,Fe(s)+H2O (g)?FeO(s)+H2 (g)②,①-②得到H2(g)+CO2(g)?CO(g)+H2O(g),据此计算焓变;①-②得到H2(g)+CO2(g)?CO(g)+H2O(g),据此写出平衡常数表达式K;根据盖斯定律及题中热化学方程式判断反应③的反应热;
②可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分的浓度、百分含量不变,据此进行判断.

解答 解:(1)①Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)△H1 ①,
Fe(s)+H2O(g)?FeO(s)+H2(g)△H2
根据盖斯定律可得:①-②可得,③H2(g)+CO2(g)?CO(g)+H2O(g)△H3=△H1-△H2
①-②得:H2(g)+CO2(g)?CO(g)+H2O(g),则该反应的平衡常数表达式为:K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$;
根据表中数据可知,温度升高,反应①的平衡常数增大,说明该反应吸热,△H1>0;升高温度反应②的平衡常数减小,该反应为放热反应,△H2<0,所以△H3=△H1-△H2>0,反应CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)为吸热反应,
故答案为:△H1-△H2;$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$;吸热;
②A.该反应为气体体积不变的反应,则容器中压强始终不变,不能根据压强变化判断平衡状态,故A错误;
B.混合气体中c(CO)不变,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故B正确;
C.v(H2)=v(H2O),表明正逆反应速率相等,各组分的浓度不再变化,达到了平衡状态,故C正确;
D.将体积比为1:2的CO2、H2气体置于密闭容器中发生上述反应,无论是否达到平衡状态,CO和H2O的体积比保始终为1:1,无法据此判断平衡状态,故D错误;
故答案为:BC.

点评 本题考查较为综合,涉及盖斯定律在热化学方程式计算中的应用、平衡状态判断、化学平衡常数的计算等知识,明确化学平衡及其影响因素为解答关键,注意掌握盖斯定律的内容及应用方法,试题培养了学生的灵活应用能力.

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