Question

已知化学反应①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）的平衡常数为K₁；化学反应②Fe（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/K	K1	K2
973	1.47	2.38
1173	2.15	1.67

请解答下列问题：
（1）反应CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）的平衡常数K与K₁、K₂的关系式为

 

；
（2）当温度为973K时，K=

 

；进一步地，可知反应CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）是

 

反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）在一体积为10L的密闭容器中，加入一定量的CO₂（g）和H₂（g），在1173K时发生反应并记录前5min的浓度，第6min时改变了反应条件．各物质浓度变化（mol/L）见下表：

时间/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
5	0.0727	0.1727	0.1273	0.1273
6	0.0350	0.1350	0.1650

则①前2min内，用CO表示的该反应的平均速率是

 

．
②在3min～4min之间，反应处于

 

状态（填“平衡”或“非平衡”）．
③第6min时，使化学平衡发生移动的可能原因（即改变的条件）是

 

．

Answer 1

考点：化学平衡常数的含义,吸热反应和放热反应,化学平衡的影响因素,化学反应速率和化学计量数的关系

专题：化学平衡专题

分析：（1）书写反应①②和反应CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）的平衡常数K表达式，合并计算分析平衡常数关系；
（2）依据图表数据结合K与K₁、K₂的关系式计算973K，1173K的平衡常数，依据平衡常数随温度变化分析判断反应热量变化；
（3）①依据化学反应速率概念计算V=

△c

△t

计算得到；
②3min-4min物质的浓度保持不变，说明反应达到平衡状态；
③第5～6min之间，生成物的浓度增大，反应物浓度减小，平衡正向进行．

解答： 解：（1）①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）的平衡常数为K₁=

c(CO)

c(CO2)

；
化学反应②Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）的平衡常数为K₂=

c(H2)

c(H2O)

；
反应CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）的平衡常数K=

c(CO)c(H2O)

c(CO2)c(H2)

=

K1

K2

，
故答案为：

K1

K2

；
（2）当温度为973K时K=

1.47

2.38

=0.62，当温度为1173K时K=

2.15

1.67

=1.29，随温度升高，平衡常数增大，说明升温，平衡正向进行，正反应为吸热反应，
故答案为：0.62；吸热；
（3）①前2min，用CO表示的该化学反应的速率=

0.026mol/L

2min

=0.0130mol/L?min，故答案为：0.0130mol/（L?min）；
②在3min～4min之间，浓度不变，说明反应达到平衡状态，故答案为：平衡；
③第5-6min，反应物浓度减小，生成物一氧化碳难度增大，说明平衡正向进行，反应是吸热反应，平衡移动的可能原因是升高温度，或减少水蒸气的浓度，
故答案为：升高温度或减小H₂O的浓度．

点评：本题考查化学反应速率、化学平衡影响因素分析判断和计算应用，掌握平衡移动原理和平衡基础是关键，题目难度中等．