Question

3．反應(yīng)Fe（固）+CO₂（氣）?FeO（固）+CO（氣）的平衡常數(shù)為K₁；
反應(yīng)Fe（固）+H₂O（氣）?FeO（固）+H₂（氣）的平衡常數(shù)為K₂．
在不同溫度時K₁、K₂的值如下表：

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

（1）推導(dǎo)反應(yīng)CO₂（氣）+H₂（氣）?CO（氣）+H₂O（氣）的平衡常數(shù)K與K₁、K₂的關(guān)系式：$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$．
（2）計算K值：溫度為973開時K=0.618；1173開時：K=1.29．通過K值的計算（1）反應(yīng)是吸熱 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H₂，在1173開時發(fā)生反應(yīng)并記錄前5min的濃度，第6min時改變了反應(yīng)的條件．各物質(zhì)的濃度變化如下表：

時間/min	CO2	H2	CO	H2O
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	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：0.0013mol/（L．min）．
②在3～4min之間，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)（填“平衡”或“非平衡”）．
③第6min時，平衡向正反應(yīng)方向移動，可能的原因是升高溫度或移走水蒸氣．

Answer 1

分析 （1）Fe（固）+CO₂（氣）?FeO（固）+CO（氣）的平衡常數(shù)K₁=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$
Fe（固）+H₂O（氣）?FeO（固）+H₂（氣）的平衡常數(shù)K₂=$\frac{c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$
CO₂（氣）+H₂（氣）?CO（氣）+H₂O（氣）的平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$；
（2）根據(jù)K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$計算平衡常數(shù)，溫度升高，若平衡常數(shù)增大，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，若平衡常數(shù)減小，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
（3）①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（CO）；
②可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時，各組分的濃度保持不變；
③表中5min-6min之間，CO₂濃度降低0.0377mol/L、H₂的濃度減小0.0377mol/L、CO的濃度增大0.0377mol/L，平衡正向移動，可能是改變溫度或移走水蒸氣．

解答 解：（1）Fe（固）+CO₂（氣）?FeO（固）+CO（氣）的平衡常數(shù)K₁=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$
Fe（固）+H₂O（氣）?FeO（固）+H₂（氣）的平衡常數(shù)K₂=$\frac{c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$
CO₂（氣）+H₂（氣）?CO（氣）+H₂O（氣）的平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$÷$\frac{c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$，
故答案為：$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$；
（2）溫度為973K時平衡常數(shù)K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$=$\frac{1.47}{2.38}$=0.618，溫度為1173K時，平衡常數(shù)K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$=$\frac{2.15}{1.67}$=1.29，溫度升高，平衡常數(shù)增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
故答案為：0.618；1.29；吸熱；
（3）①前2min，用CO表示的該化學(xué)反應(yīng)的速率v（CO）=$\frac{\frac{0.026mol}{10L}}{2min}$=0.0013mol/（L．min），
故答案為：0.0013mol/（L．min）；
②由表中數(shù)據(jù)可知，3min、4min時，反應(yīng)混合物對應(yīng)物質(zhì)的濃度不變，處于與平衡狀態(tài)，
故答案為：平衡；
③表中5min-6min之間，CO₂濃度降低0.0377mol/L、H₂的濃度減小0.0377mol/L、CO的濃度增大0.0377mol/L，平衡向正反應(yīng)移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，可能是升高溫度，由于水蒸氣物質(zhì)的量未知，也可能是移走水蒸氣，
故答案為：正反應(yīng)；升高溫度或移走水蒸氣．

點評 本題考查化學(xué)平衡計算與影響因素、平衡常數(shù)、反應(yīng)速率、平衡狀態(tài)特征等，較好的考查學(xué)生分析解決問題的能力，難度中等，（3）中③注意分析濃度變化判斷改變條件．