Question

已知化学反应①:Fe(s)+CO₂(g)FeO(s)+CO(g),其化学平衡常数为K₁;化学反应②:Fe(s)+H₂O(g)FeO(s)+H₂(g),其化学平衡常数为K₂,在温度973 K和1173 K的情况下,K₁、K₂的值分别如下:

温度	K1	K2
973 K	1.47	2.38
1 173 K	2.15	1.67

(1)通过表格中的数值可以推断:反应①是_______(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)现有反应③:CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g),请你写出该反应的平衡常数K₃的表达式:K₃=______。

(3)根据反应①与②可推导出K₁、K₂与K₃之间的关系式为__________,据此关系式及上表数据,能推断出反应③是________(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正反应方向移动,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

(5)图甲、乙分别表示反应③在t₁时刻达到平衡,在t₂时刻因改变某个条件而发生变化的情况:

①图甲中t₂时刻发生改变的条件是__________。

②图乙中t₂时刻发生改变的条件是__________。

Answer

吸热 K3＝K1/K2 吸热 C E 增大压强或使用催化剂 降低温度或设法分离出H2

【解析】

（1）根据表中数据可知，升高温度，K1是增大的，说明升高温度平衡向正反应方向进行，所以反应①是吸热反应。

（2）平衡常数是在一定条件下，可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据方程式可知，平衡常数表达式是K3＝。

（3）根据盖斯定律可知，①－②即得到反应③，所以K3＝K1/K2；升高温度，K1增大，K2增减小，所以K3是增大，因此正反应是吸热反应。

（4）反应③是体积不变的、吸热的可逆反应，所以要使平衡向正反应方向移动，则可以升高温度，或降低生成物的浓度等，但压强和催化剂不能改变平衡状态，答案选CE。

（5）①图甲中t2时刻正逆反应速率都增大，但平衡不移动，所以改变的条件是增大压强或使用催化剂。

②图乙中t2时刻CO2的浓度增大，而CO的浓度降低，即平衡向逆反应方向进行，所以改变的条件是降低温度或从体系中分离出H2。