Question

3．已知化學反應①：
Fe（s）+CO₂（g）═FeO（s）+CO（g），其平衡常數(shù)為K₁；化學反應②：
Fe（s）+H₂O（g）═FeO（s）+H₂（g），其平衡常數(shù)為K₂．在溫度
973K和1173K情況下，K₁、K₂的值分別如下：

溫度	K1	K2
973K	1.47	2.38
1173K	2.15	1.67

（1）通過表格中的數(shù)值可以推斷：反應①是吸熱（填“吸熱”或“放熱”）反應．
（2）現(xiàn)有反應③：CO₂（g）+H₂（g）=CO（g）+H₂O（g），請你寫出該反應的平衡常數(shù)K₃的數(shù)學表達式：K₃=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$．
（3）根據(jù)反應①與②可推導出K₁、K₂與K₃之間的關系式K₃=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$．據(jù)此關系式及上表數(shù)據(jù)，也能推斷出反應③是吸熱（填“吸熱”或“放熱”）反應，要使反應③在一定條件下建立的平衡向正反應方向移動，可采取的措施有DF（填寫序號）．
A．縮小反應容器容積    B．擴大反應容器容積
C．降低溫度    D．升高溫度
E．使用合適的催化劑    F．設法減少CO的量
（4）圖甲、乙分別表示反應③在t₁時刻達到平衡、在t₂時刻因改變某個條件而發(fā)生變化的情況：
①圖甲中t₂時刻發(fā)生改變的條件是加入催化劑或增大體系的壓強．
②圖乙中t₂時刻發(fā)生改變的條件是降低溫度或增加水蒸氣的量或減少氫氣的量．

Answer 1

分析 （1）隨溫度升高，平衡常數(shù)增大，說明升高溫度平衡正向移動；
（2）化學平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應到達平衡時，生成物的濃度系數(shù)次冪之積與反應物的濃度系數(shù)次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學平衡常數(shù)中寫出；
（3）反應③=反應①-反應②，則反應③的平衡常數(shù)為反應①與反應②的平衡常數(shù)商，從表格數(shù)值可知，隨溫度升高K₃增大，說明升高溫度平衡正向移動；
A．縮小反應容器容積，壓強增大，平衡向氣體體積減小的方向移動；
B．擴大反應容器容積，壓強減小，平衡向氣體體積增大的方向移動；
C．降低溫度，平衡向放熱反應方向移動；
D．升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動；
E．使用合適的催化劑，不影響平衡移動；
F．設法減少CO的量，平衡向生成CO的方向移動；
（4）①從圖甲可以看出，t₂時刻平衡方向沒有移動，變化的是化學反應速率，所以其條件是使用了催化劑；又因為反應③是反應前后氣體體積不變的反應，所以增大壓強，平衡不移動，反應速率也提高；
②圖乙中t₂時刻后，CO₂濃度增大，CO濃度減小，所以可以通過使平衡左移來達到，條件可以是降低溫度，也可以采用增加水蒸氣的量或者減少氫氣的量．

解答 解：（1）K₁（973K時）＜K₁（1173K時），說明升高溫度平衡正向移動，所以反應①是一個吸熱反應，
故答案為：吸熱；
（2）反應③：CO₂（g）+H₂（g）=CO（g）+H₂O（g）的平衡常數(shù)K₃=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$，
故答案為：$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$；
（3）反應③=反應①-反應②，則反應③的平衡常數(shù)K₃=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$=$\frac{\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}}{\frac{c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}}$=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$，從表中數(shù)據(jù)可知，K₁隨溫度升高增大，K₂隨溫度升高減小，則隨溫度升高K₃增大，說明升高溫度平衡正向移動，反應③是吸熱反應；
A．縮小反應容器容積，壓強增大，反應氣體氣體體積不變，平衡不移動，故A錯誤；
B．擴大反應容器容積，壓強減小，反應氣體氣體體積不變，平衡不移動，故B錯誤；
C．正反應為吸熱反應，降低溫度，平衡向逆反應方向移動，故C錯誤；
D．正反應為吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應方向移動，故D正確；
E．使用合適的催化劑，可以加快反應速率，但不影響平衡移動，故E錯誤；
F．設法減少CO的量，平衡向生成CO的方向移動，即平衡正向移動，故F正確，
故答案為：K₃=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$；吸熱；DF；
（4）①從圖甲可以看出，t₂時刻平衡方向沒有移動，化學反應速率加快，所以其條件是使用了催化劑；又因為反應③是反應前后氣體體積不變的反應，所以增大壓強，平衡不移動，反應速率也提高，
故答案為：加入催化劑或增大體系的壓強；
②圖乙中t₂時刻后，CO₂濃度增大，CO濃度減小，所以可以通過使平衡左移來達到，條件可以是降低溫度，也可以采用增加水蒸氣的量或者減少氫氣的量，
故答案為：降低溫度或增加水蒸氣的量或減少氫氣的量．

點評 本題考查化學平衡常數(shù)、化學平衡影響因素與圖象，平衡常數(shù)只受溫度影響，注意對化學平衡常數(shù)表達式的理解．