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已知化学反应①Fe(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的值分别如下:

温度

K1

K2

973K

1.47

2.38

1173K

2.15

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=  .

(3)能判断反应③已达平衡状态的是 BC .

A.容器中压强不变  B.混合气体中c(CO)不变  C.v正(H2)=v逆(H2O)  D.c(CO2)=c(CO)

(4)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式 K3=K1• .据此关系式及上表数据,也能推断出反应③是 吸热 (填“吸热”或“放热”)反应.要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施是 DF (填写序号).

A.缩小反应容器容积  B.扩大反应容器容积 C.降低温度  D.升高温度  E.使用合适的催化剂   F.设法减少CO的量.


考点:

吸热反应和放热反应;化学平衡常数的含义;化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断..

专题:

化学平衡专题.

分析:

(1)根据温度升高平衡常数的变化判断;

(2)依据平衡常数概念写出反应的平衡常数计算式;

(3)可逆反应达到平衡状态,一定满足正逆反应速率相等,各组分的浓度、百分含量不再变化,据此进行判断;

(4)利用盖斯定律计算,平衡常数,结合图表中平衡常数随温度变化分析反应热量变化;依据化学平衡影响因素分析平衡移动方向.

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=,故答案为:

(3)A、此反应是个气体体积不变的反应,故无论平衡与否,容器中压强一直不变,故压强不变不能作为反应达平衡的标志,故A错误;

B、混合气体中c(CO)不变,说明CO的消耗速率和生成速率相等,即正逆反应速率相等,故反应平衡,故B正确;

C、H2的正反应速率与H2O的逆反应速率相等,表示的是正逆反应速率,且满足计量数关系,说明达到了平衡状态,故C正确;

D、C(CO2)=C(CH3OH),不能判断正逆反应速率是否相等,无法判断是否达到平衡状态,故D错误;

故选BC.

(4)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===

依据图表平衡常数数据分析,温度升高增大,说明平衡正向进行,反应是吸热反应;

③H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g)反应是吸热反应,反应前后气体体积不变,要使反应在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,则

A.缩小反应容器容积实质增大压强,反应前后气体体积不变,平衡不动; 故A不符合;  

B.扩大反应容器容积,压强减小,反应前后气体体积不变,平衡不动;故B不符合;      

C.反应是吸热反应,降低温度,平衡向放热反应方向进行,平衡逆向进行,故C不符合; 

D.反应是吸热反应,升高温度,平衡向吸热反应方向进行,平衡正向进行,故D符合;

E.使用合适的催化剂,催化剂只改变反应速率,不改变平衡,故E不符合;

F.设法减少CO的浓度,减少生成物浓度平衡正向进行,故F符合;

故答案为:;吸热;DF.

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.


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D.

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A.

0.4mol

B.

0.6mol

C.

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x>0.6mol

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