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化學(xué)反應(yīng)原理對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)和科研有重要意義
I、下列三個(gè)化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)(K1、K2、K3)與溫度的關(guān)系分別如下表所示:
化學(xué)反應(yīng) | 平衡常數(shù) | 溫度 | |
973 K | 1173 K | ||
①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) | K1 | 1.47 | 2.15 |
②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) | K2 | 2.38 | 1.67 |
③CO(g) +H2O(g)CO2(g) +H2(g) | K3 | ? | ? |
化學(xué)反應(yīng) | 平衡常數(shù) | 溫度 | |
973 K | 1173 K | ||
①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) | K1 | 1.47 | 2.15 |
②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) | K2 | 2.38 | 1.67 |
③CO(g) +H2O(g)CO2(g) +H2(g) | K3 | ? | ? |
溫度 | K1 | K2 |
973K | 1.47 | 2.38 |
1173K | 2.15 | 1.67 |
[CO][H2O] |
[H2][CO2] |
[CO][H2O] |
[H2][CO2] |
K1 |
K2 |
K1 |
K2 |
(17分)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973 K和1 173 K情況下,K1、K2的值分別如下:
溫度 | K1 | K2 |
973 K | 1.47 | 2.38 |
1173 K | 2.15 | 1.67 |
(1)通過表格中的數(shù)值可以推斷:反應(yīng)①是 (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= ,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 ,據(jù)此關(guān)系式及上表數(shù)據(jù),也能推斷出反應(yīng)③是 (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(3)要使反應(yīng)③在一定條件下建立的平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)同時(shí)υ正增大可采取的措施
有 (填寫字母序號(hào))。
A.縮小反應(yīng)容器的容積 B.?dāng)U大反應(yīng)容器的容積
C.升高溫度 D.使用合適的催化劑 E.設(shè)法減小平衡體系中的CO的濃度
(4)圖甲、乙分別表示反應(yīng)③在t1時(shí)刻達(dá)到平衡,在t2時(shí)刻因改變某個(gè)條件而發(fā)生變化的情況:
①圖甲中t2時(shí)刻發(fā)生改變的條件是 。②圖乙中t2時(shí)刻發(fā)生改變的條件是 。
(5)在830℃溫度下,反應(yīng)③的K值為1,在2 L的密閉容器中,加入1 mol CO2和3 mol H2充分反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO平衡濃度為 mol/L。H2轉(zhuǎn)化率 。若向容器中再加入1 mol CO2和3 mol H2 達(dá)到平衡后CO平衡濃度 mol/L ,CO2體積分?jǐn)?shù)
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