Question

【題目】CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體。因此，控制和治理CO2是解決溫室效應(yīng)的有效途徑。

已知反應(yīng)Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g）的平衡常數(shù)為K1；

反應(yīng)Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g）的平衡常數(shù)為K2。

在不同溫度時(shí)K1、K2的值如下表：

溫度（絕對(duì)溫度）	K1	K2
973	1.47	2.38
1173	2.15	1.67

（1）推導(dǎo)反應(yīng)CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）的平衡常數(shù)K與K1、K2的關(guān)系式：_____________________。

（2）通過K值的計(jì)算，（1）中的反應(yīng)是_________反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）。

（3）在一體積為10L的密閉容器中，加入一定量的CO2和H2O（g），在1173開時(shí)發(fā)生反應(yīng)并記錄前5min的濃度，第6min時(shí)改變了反應(yīng)的條件。各物質(zhì)的濃度變化如下表：

時(shí)間/min	CO2	H2O	CO	H2
0	0.2000	0.3000	0	0
2	0.1740	0.2740	0.0260	0.0260
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3
5	0.0727	0.1727	0.1273	0.1273
6	0.0350	0.1350	0.1650

①前2min，用CO表示的該化學(xué)反應(yīng)的速率是：_______________________。

②在3~4min之間，反應(yīng)處于___________狀態(tài)（填“平衡”或“非平衡”）。

③第6min時(shí)，平衡向_________方向移動(dòng)，可能的原因是______________________。

Answer 1

【答案】K= 吸熱 v（CO）=0.0130mol·L-1·nin-1 平衡 右或正反應(yīng) 升高溫度或降低了H2濃度

【解析】

(1) 利用蓋斯定律計(jì)算平衡常數(shù)K、K1與K2之間的關(guān)系式；

(2)根據(jù)溫度升高平衡常數(shù)的變化判斷，由表中數(shù)據(jù)知升溫平衡常數(shù)變大，說明平衡正向移動(dòng);

(3) ①根據(jù)v=計(jì)算；

②根據(jù)可逆反應(yīng)特征：可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，各組分的濃度保持不變；

③6min時(shí)，CO2濃度降低、H2O的濃度減小、CO的濃度增大，平衡正向移動(dòng)，可能是改變溫度或移走水蒸氣。

（1）CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）平衡常數(shù)K的表達(dá)式K= ；

Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g）的平衡常數(shù)為K1=；

Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g）的平衡常數(shù)為K2=，由平衡常數(shù)分析計(jì)算可知，K與K1、K2二者的關(guān)系為K=；

（2）973時(shí)，K===0.68；1173時(shí)，K===1.43；故升高溫度，K值增大，平衡正向移動(dòng)，（1）中的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；

(3)①前2min,用CO表示的該化學(xué)反應(yīng)的速率c(CO)==0.013mol/(Lmin)；

②由表中數(shù)據(jù)可知，3min、 4min時(shí)， 反應(yīng)混合物對(duì)應(yīng)物質(zhì)的濃度不變，處于與平衡狀態(tài)；

③表6min時(shí)， CO2濃度降低、H2O的濃度減小、CO的濃度增大，說明平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，可能是升高溫度，由于氫氣物質(zhì)的量未知，也可能是降低氫氣濃度。