Question

9．已知化學反應①：Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），其平衡常數(shù)為K₁；化學反應②：Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g），其平衡常數(shù)為K₂．在溫度973K和1173K情況下，K₁、K₂的值分別如表所示：

溫度	973K	1173K
K1	1.47	2.15
K2	2.33	1.67

（1）通過表格中的數(shù)值可以推斷：反應①是吸熱（填“吸熱”或“放熱”）反應．
（2）現(xiàn)有反應③：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），請你寫出該反應的平衡常數(shù)K₃的數(shù)學表達式：K₃=$\frac{[CO][{H}_{2}O]}{[{H}_{2}][C{O}_{2}]}$
（3）根據(jù)反應①與②可推導出K₁、K₂與K₃之間的關系式$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$．根據(jù)此關系式及表中數(shù)據(jù)，也能推斷出反應③是吸熱（填“吸熱”或“放熱”）反應．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）依據(jù)平衡常數(shù)概念，即可逆化學反應達到平衡狀態(tài)時生成物與反應物的濃度（方程式系數(shù)冪次方）乘積比或反應產物與反應物的濃度（方程式系數(shù)冪次方）乘積比寫出反應的平衡常數(shù)計算式；
（3）利用蓋斯定律計算平衡常數(shù)K₁、K₂與K₃之間的關系式，結合圖表中平衡常數(shù)K₂隨溫度升高而減小判斷．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高，①的平衡常數(shù)增大，說明平衡向正反應方向移動，則正反應吸熱，故答案為：吸熱；
（2）依據(jù)反應CO₂（g）+H₂（g）=CO（g）+H₂O（g），根據(jù)平衡常數(shù)的概念，該反應的平衡常數(shù)K₃的數(shù)學表達式：K=$\frac{[CO][{H}_{2}O]}{[{H}_{2}][C{O}_{2}]}$，故答案為：$\frac{[CO][{H}_{2}O]}{[{H}_{2}][C{O}_{2}]}$；
（3）已知：①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）；
②Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）；
利用蓋斯定律將①-②可得：③H₂（g）+CO₂（g）?CO（g）+H₂O（g）；
則K₃=$\frac{[CO][{H}_{2}O]}{[{H}_{2}][C{O}_{2}]}$=$\frac{\frac{[CO]}{[C{O}_{2}]}}{\frac{[{H}_{2}]}{[{H}_{2}O]}}$=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$；
依據(jù)圖表平衡常數(shù)數(shù)據(jù)分析，溫度升高$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$增大，說明平衡正向進行，反應是吸熱反應，
故答案為：$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$；吸熱．

點評 本題考查化學平衡影響因素的分析判斷，平衡常數(shù)的計算應用，數(shù)據(jù)處理的能力，題目難度中等．