Question

9．已知化学反应①：Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），其平衡常数为K₁；化学反应②：Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g），其平衡常数为K₂．在温度973K和1173K情况下，K₁、K₂的值分别如表所示：

温度	973K	1173K
K1	1.47	2.15
K2	2.33	1.67

（1）通过表格中的数值可以推断：反应①是吸热（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的数学表达式：K₃=$\frac{[CO][{H}_{2}O]}{[{H}_{2}][C{O}_{2}]}$
（3）根据反应①与②可推导出K₁、K₂与K₃之间的关系式$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$．根据此关系式及表中数据，也能推断出反应③是吸热（填“吸热”或“放热”）反应．

Answer 1

分析 （1）根据温度升高平衡常数的变化判断，由表中数据知升温平衡常数变大，说明平衡正向移动；
（2）依据平衡常数概念，即可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度（方程式系数幂次方）乘积比或反应产物与反应物的浓度（方程式系数幂次方）乘积比写出反应的平衡常数计算式；
（3）利用盖斯定律计算平衡常数K₁、K₂与K₃之间的关系式，结合图表中平衡常数K₂随温度升高而减小判断．

解答 解：（1）由表中数据可知，温度升高，①的平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应吸热，故答案为：吸热；
（2）依据反应CO₂（g）+H₂（g）=CO（g）+H₂O（g），根据平衡常数的概念，该反应的平衡常数K₃的数学表达式：K=$\frac{[CO][{H}_{2}O]}{[{H}_{2}][C{O}_{2}]}$，故答案为：$\frac{[CO][{H}_{2}O]}{[{H}_{2}][C{O}_{2}]}$；
（3）已知：①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）；
②Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）；
利用盖斯定律将①-②可得：③H₂（g）+CO₂（g）?CO（g）+H₂O（g）；
则K₃=$\frac{[CO][{H}_{2}O]}{[{H}_{2}][C{O}_{2}]}$=$\frac{\frac{[CO]}{[C{O}_{2}]}}{\frac{[{H}_{2}]}{[{H}_{2}O]}}$=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$；
依据图表平衡常数数据分析，温度升高$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$增大，说明平衡正向进行，反应是吸热反应，
故答案为：$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$；吸热．

点评 本题考查化学平衡影响因素的分析判断，平衡常数的计算应用，数据处理的能力，题目难度中等．