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是解決溫室效應的有效途徑。

已知反應Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g）的平衡常數為K1；

反應Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g）的平衡常數為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）推導反應CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）的平衡常數K與K1、K2的關系式：_____________________。

（2）通過K值的計算，（1）中的反應是_________反應（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開時發生反應并記錄前5min的濃度，第6min時改變了反應的條件。各物質的濃度變化如下表：

時間/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表示的該化學反應的速率是：_______________________。

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

③第6min時，平衡向_________方向移動，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 升高溫度或降低了H2濃度

【解析】

(1) 利用蓋斯定律計算平衡常數K、K1與K2之間的關系式；

(2)根據溫度升高平衡常數的變化判斷，由表中數據知升溫平衡常數變大，說明平衡正向移動;

(3) ①根據v=計算；

②根據可逆反應特征：可逆反應到達平衡時，各組分的濃度保持不變；

③6min時，CO2濃度降低、H2O的濃度減小、CO的濃度增大，平衡正向移動，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K的表達式K= ；

Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g）的平衡常數為K1=；

Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g）的平衡常數為K2=，由平衡常數分析計算可知，K與K1、K2二者的關系為K=；

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

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

②由表中數據可知，3min、 4min時， 反應混合物對應物質的濃度不變，處于與平衡狀態；

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