Question

【题目】（CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。

已知反应Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g）的平衡常数为K1；反应Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g）的平衡常数为K2。

在不同温度时K1、K2的值如下表：

温度（绝对温度）	K1	K2
973	1.47	2.38
1173	2.15	1.67

（1）写出K2表达式：____。

（2）推导反应CO2（气）+H2（气）CO（气）+H2O（气）的平衡常数K与K1、K2的关系式：__，判断该反应是__反应（填“吸热”或“放热”）。

（3）在体积为10L的密闭容器中，加入一定量的CO2和H2（气），在1173K时发生反应CO2（气）+H2（气）CO（气）+H2O（气）并记录前5min的浓度，第6min时改变了反应的条件。各物质的浓度变化如下表：

时间/min	CO2(mol/L)	H2(mol/L)	CO(mol/L)	H2O(mol/L)
0	0.2000	0.3000	0	0
2	0.2740	0.0260	0.0260
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3	c3
5	0.0727	0.1727	0.1273	0.1273
6	0.0350	0.1350	0.1650

①前2min，用CO表示的该化学反应的速率是：_____。

②在0～5min之间，达平衡时CO2的转化率为____。

③第6min时，平衡向____方向（填“正反应”或“逆反应”）移动，可能的原因是___。

Answer 1

【答案】c(H2)/c(H2O) K1/K2 吸热 0.0130mol/(L·min) 63.65% 正反应 移走水蒸气或者升高温度

【解析】

本题应从化学平衡常数的定义、影响因素等知识入手进行分析；

（1）根据化学平衡常数的定义，K2=c(H2)/c(H2O)；

（2）根据化学平衡常数的定义，K1=c(CO)/c(CO2)，K2=c(H2)/c(H2O)，K=c(CO)×c(H2O)/[c(CO2)×c(H2)]，因此K=K1/K2；根据表中数据，K1随着温度的升高而增大， K2随着温度升高而降低，因此K随着温度升高而增大，即正反应为吸热反应；

（3）①根据化学反应速率的数学表达式，v(CO)= 0.0260mol·L－1/2min=0.0130mol/(L·min)；

②CO2的转化率为(0.2000－0.0727)mol·L－1/0.2000mol·L－1×100%=63.65%；

③对比第5min和6min的浓度，得出反应物的浓度减小，生成物浓度增大，即反应向正反应方向进行，根据题中所给数据，浓度的变化与化学反应方程式系数成正比例关系，因此改变的因素有可能是移走水蒸气或者升高温度。