Question

17．Ⅰ已知化學(xué)反應(yīng)①：Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），其平衡常數(shù)為K₁；化學(xué)反應(yīng)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：

溫度	K1	K2
973K	1.47	2.33
1173K	2.15	1.67

（1）通過(guò)表格中的數(shù)值可以推斷：反應(yīng)①是吸熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（2）現(xiàn)有反應(yīng)③：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），請(qǐng)你寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)K₃的數(shù)學(xué)
表達(dá)式：K₃=$\frac{[CO]•[{H}_{2}O]}{[{H}_{2}]•[C{O}_{2}]}$．
（3）根據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K₁、K₂與K₃之間的關(guān)系式K₃=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$．根據(jù)此關(guān)系式及表格數(shù)據(jù)，也能推斷出反應(yīng)③是吸熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
Ⅱ在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N₂+3H₂?2NH₃△H＜0，達(dá)到平衡后，只改變某一個(gè)條件時(shí)，反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示：回答下列問(wèn)題：
（1）處于平衡狀態(tài)的時(shí)間段是ACDF（填選項(xiàng)字母）．
A．t₀～t₁　 B．t₁～t₂ C．t₂～t₃ D．t₃～t₄　 E．t₄～t₅  F．t₅～t₆
（2）t₁、t₃、t₄時(shí)刻分別改變的一個(gè)條件是（填選項(xiàng)）．
A．增大壓強(qiáng)   B．減小壓強(qiáng)   C．升高溫度  D．降低溫度　 E．加催化劑　 F．充入氮?dú)?br />t₁時(shí)刻C；t₄時(shí)刻B．
（3）依據(jù)（2）中的結(jié)論，下列時(shí)間段中，氨的百分含量最低的是D（填選項(xiàng)字母）．
A．t₀～t₁　B．t₂～t₃ C．t₃～t₄  D．t₅～t₆．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）根據(jù)溫度升高平衡常數(shù)的變化判斷；
（2）依據(jù)平衡常數(shù)概念寫出反應(yīng)的平衡常數(shù)計(jì)算式；
（3）利用蓋斯定律計(jì)算平衡常數(shù)之間的關(guān)系；
Ⅱ、（1）根據(jù)圖示結(jié)合v_正=v_逆，判斷是否處于平衡狀態(tài)；
（2）由圖可知，t₁正逆反應(yīng)速率均增大，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率；t₄時(shí)正逆反應(yīng)速率均減小，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率；
（3）由圖可知，t₁平衡逆向移動(dòng)，t₃不移動(dòng)，t₄平衡逆向移動(dòng)，根據(jù)移動(dòng)結(jié)果分析．

解答 解：Ⅰ、（1）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高，①的平衡常數(shù)增大，說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)吸熱，
故答案為：吸熱；
（2）依據(jù)反應(yīng)CO₂（g）+H₂（g）=CO（g）+H₂O（g），根據(jù)平衡常數(shù)的概念，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K₃的數(shù)學(xué)表達(dá)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=$\frac{[CO]•[{H}_{2}O]}{[{H}_{2}]•[C{O}_{2}]}$=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$，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(shuō)明平衡正向進(jìn)行，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；
故答案為：K₃=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$；吸熱；
Ⅱ、（1）根據(jù)圖示可知，t₀～t₁、t₂～t₃、t₃～t₄、t₅～t₆時(shí)間段內(nèi)，v_正、v_逆相等，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，故答案為：ACDF；
（2）由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，可知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且為氣體體積減小的反應(yīng)，則由圖可知，t₁正逆反應(yīng)速率均增大，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，改變條件應(yīng)為升高溫度；
t₄時(shí)正逆反應(yīng)速率均減小，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，改變條件應(yīng)為減小壓強(qiáng)，
故答案為：C；B；
（3）由圖可知，t₁平衡逆向移動(dòng)，t₃不移動(dòng)，t₄平衡逆向移動(dòng)，均使氨氣的含量減少，則t₀～t₁氨氣的含量最大，t₅～t₆氨氣的含量最�。�
故答案為：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡影響因素的分析判斷，平衡常數(shù)的計(jì)算應(yīng)用，數(shù)據(jù)處理的能力，題目難度中等．