Question

【題目】I.在298K、100 kPa時，已知：①2H2O(g)O2(g)＋2H2(g) △H1 K1

②Cl2(g)＋H2(g) 2HCl(g) △H2 K2

③2Cl2(g)＋2H2O(g4HCl(g)＋O2(g) △H3 K3

則△H1、△H2、△H3間的關(guān)系是_________，K1、K2、K3間的關(guān)系是___________。

II.高溫下，煉鐵高爐中存在下列平衡：FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) △H＞0。試回答下列問題：

(1)寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式________。

(2)升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值將________（填“增大”、“減小”、“不變”），平衡體系中固體的質(zhì)量將________填“增大”、“減小”、“不變”）。

(3)已知1100℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.263。在該溫度測得高爐中c(CO2)=0.025 mol·L-1，c(CO)=0.1 mol·L-1，此時該化學(xué)反應(yīng)的速度是v(正)______ v(逆)（填”＞”、“＜”、“＝”），原因是________。

(4)保持高爐溫度為1100 ℃，向高爐中補(bǔ)充大量的空氣，重新達(dá)到平衡后，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值________0.263（填”＞”、“＜”、“＝”）。

Answer 1

【答案】△H1=△H3-2△H2 K1= 增大 減小 ＞ 該條件下氣體的濃度商小于該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)，說明反應(yīng)正向進(jìn)行 ＝

【解析】

I.根據(jù)蓋斯定律，將已知熱化學(xué)方程式疊加，可得三者關(guān)系；利用化學(xué)平衡常數(shù)的含義，判斷三個反應(yīng)的平衡常數(shù)的關(guān)系；

II.(1)根據(jù)化學(xué)平衡概念為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積之比書寫，注意固體不寫入表達(dá)式；

(2)利用該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，根據(jù)平衡移動原理分析溫度對平衡的影響，判斷平衡常數(shù)、固體質(zhì)量變化情況；

(3)根據(jù)濃度計算濃度商，結(jié)合平衡常數(shù)進(jìn)行比較判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向；

(4)平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變。

I.①2H2O(g)O2(g)＋2H2(g) △H1 K1

②Cl2(g)＋H2(g)2HCl(g) △H2 K2

③2Cl2(g)＋2H2O(g4HCl(g)＋O2(g) △H3 K3

根據(jù)蓋斯定律，將③-2×②，整理可得①：2H2O(g)O2(g)＋2H2(g)，所以三個反應(yīng)的反應(yīng)熱關(guān)系式為：△H1=△H3-2△H2；

K1=，K2=，則K22=，K3=，=K1；

II.(1)反應(yīng)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=；

(2)該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，化學(xué)平衡正向移動，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值將增大，固體由FeO變?yōu)?/span>Fe，所以生成的固體鐵的質(zhì)量會比原來氧化亞鐵的質(zhì)量少；

(3)1100℃時測得高爐中c(CO2)=0.025 mol·L-1，c(CO)=0.1 mol·L-1，，濃度商Qc==0.25＜K=0.263，說明反應(yīng)正向進(jìn)行，反應(yīng)未達(dá)到平衡，因此v(正)＞v(逆)；

(4)平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，則反應(yīng)的平衡常數(shù)不變，因此保持高爐溫度為1100 ℃，向高爐中補(bǔ)充大量的空氣，重新達(dá)到平衡后，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝0.263。