Question

已知化学反应①：Fe(s)+CO₂(g)FeO(s)+CO(g)，其化学平衡常数为K₁；化学反应②：Fe(s)+H₂O(g)FeO(s)+H₂(g)，其化学平衡常数为K₂，在温度973K和1173K的情况下，K₁、K₂的值分别如下：

温度	K1	K2
973K	1.47	2.38
1173K	2.15	1.67

请填空：

（1）反应①的K₁表达式是___。

（2）现有反应③：CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)，该反应的平衡常数K₃，根据反应①与②可推导出K₁、K₂与K₃之间的关系式为__，据此关系式及上表数据，能推断出反应③是__（填“吸热”或“放热”）反应。

（3）能判断反应③一定处于化学平衡状态的依据是___（填写字母序号）。

A.压强不随时间改变

B.气体密度不随时间改变

C.H₂的体积分数不随时间改变

D.单位时间内生成H₂和H₂O(g)的物质的量相等

（4）图甲、乙分别表示反应③在t₁时刻达到平衡，在t₂时刻因改变某个条件而发生变化的情况：

①图甲中t₂时刻发生改变的条件是___。

②图乙中t₂时刻发生改变的条件是__。

（5）一定条件下处于化学平衡状态的反应③当使CO₂和CO的浓度同时增大为原来的两倍时，该反应的化学平衡向__移动（填“不”、“逆反应方向”或“正反应方向”）

Answer

吸热 CD 增大压强或使用催化剂 降低温度 不

【解析】

⑴反应①得出平衡常数。

⑵方程式相减，平衡常数相除；由表格数据可知，当温度升高时，K1增大，K2减小，故温度升高时，K 3增大，说明温度升高，平衡正向移动，因此正反应为吸热反应。

⑶A. 该反应在反应前后气体分子数不变，因此反应过程中压强一直不变，则压强不随时间变化，不能说明正逆反应速率相等，因此不能判断处于平衡状态；B. 该反应中反应物和生成物都是气体，根据质量守恒定律可得，反应过程中混合气体的质量保持不变，由于反应前后气体分子数不变，因此反应过程中混合气体的体积不变，故反应过程中，混合气体的密度一直不变，则密度不变，不能体现正逆反应速率相等，因此不能判断反应处于平衡状态；C. 反应过程中，H2的体积分数发生变化，当其不变时，说明反应达到平衡状态；D. 生成H2为逆反应，生成H2O(g)为正反应，若单位时间内生成H2和H2O(g)的物质的量相等，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态。

⑷①图甲t2时，正逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，则改变的条件为加入催化剂；由于反应③在反应前后气体分子数不变，因此增大压强，平衡不移动；②图乙t2时，c(CO2)增大，c(CO)减小，平衡逆向移动，由于该反应为吸热反应，因此改变的条件为降低温度。

⑸反应③为气体分子数不变的反应，因此同时增大CO2和CO的浓度为原来的两倍时，化学平衡不移动。

⑴反应①的平衡常数；

⑵反应③的平衡常数，反应②的化学平衡常数，因此反应③的平衡常数；由表格数据可知，当温度升高时，K1增大，K 2减小，故温度升高时，K 3增大，说明温度升高，平衡正向移动，因此正反应为吸热反应；故答案为：；吸热。

⑶A. 该反应在反应前后气体分子数不变，因此反应过程中压强一直不变，则压强不随时间变化，不能说明正逆反应速率相等，因此不能判断处于平衡状态，故A不符合题意；B. 该反应中反应物和生成物都是气体，根据质量守恒定律可得，反应过程中混合气体的质量保持不变，由于反应前后气体分子数不变，因此反应过程中混合气体的体积不变，故反应过程中，混合气体的密度一直不变，则密度不变，不能体现正逆反应速率相等，因此不能判断反应处于平衡状态，故B不符合题意；C. 反应过程中，H2的体积分数发生变化，当其不变时，说明反应达到平衡状态，故C符合题意；D. 生成H2为逆反应，生成H2O(g)为正反应，若单位时间内生成H2和H2O(g)的物质的量相等，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D符合题意；综上所述，答案为CD。

⑷①图甲t2时，正逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，则改变的条件为加入催化剂；由于反应③在反应前后气体分子数不变，因此增大压强，平衡不移动；故t2时刻改变的条件为增大压强或加入催化剂；故答案为：增大压强或使用催化剂。

②图乙t2时，c(CO2)增大，c(CO)减小，平衡逆向移动，由于该反应为吸热反应，因此改变的条件为降低温度；故答案为：降低温度。

⑸反应③为气体分子数不变的反应，因此同时增大CO2和CO的浓度为原来的两倍时，化学平衡不移动；故答案为：不。