Question

I．根据表格信息，请回答下列问题：

化学反应	平衡常数	温度
973K	1173K
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	？	？

(1)反应①是________(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)写出反应③的平衡常数K₃的表达式_______________________。

(3)根据反应①与②可推导出K₁、K₂与K₃之间的关系，则K₃＝________(用K₁、K₂表示)。

(4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向逆反应方向移动，可采取的措施有____(填写字母序号)。

A．缩小反应容器的容积B．扩大反应容器的容积

C．升高温度D．使用合适的催化剂

E．设法减小平衡体系中的CO浓度

(5)若反应③的逆反应速率与时间的关系如图所示：

①可见反应在t₁、t₃、t₇时都达到了平衡，而t₂、t₈时都改变了一种条件，试判断改变的是什么条件：t₂时________；t₈时________。

②若t₄时降压，t₆时增大反应物的浓度，请在图中画出t₄～t₆时逆反应速率与时间的关系曲线。__________

Ⅱ．25℃，1.01×10⁵Pa时，16g液态甲醇(CH₃OH)完全燃烧，当恢复到原状态时，放出363.3kJ的热量，写出该反应的热化学方程式__________

Answer

吸热 K3＝ C、E 升高温度或增大CO2的浓度(增大H2的浓度) 使用催化剂或加压(减小容器的容积) CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726.6kJ/mol

【解析】

(1)升高温度吸热反应的平衡常数变大，放热反应的平衡常数变小；

(2)化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值；

(3)根据各反应平衡常数表达式分析；

(4)反应①温度越高，平衡常数越大，反应②温度越高，平衡常数越小，而K3=，故反应③温度越高，平衡常数越小，即正反应为放热反应。

(5)该反应正反应为放热反应，所以升高温度可以同时增大正逆反应速率，同时平衡逆向移动；该反应前后气体的系数之和相等，所以压强可以改变反应速率但不影响平衡；催化剂只影响反应速率不影响平衡。

I．(1)由表中数据可知，反应①中温度越高，平衡常数越大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动，故正反应为吸热反应；

(2)反应③的平衡常数K3的表达式K3＝；

(3)反应①的平衡常数K1的表达式为K1＝，反应②的平衡常数K2的表达式为K2＝，所以K3＝=；

(4)A．缩小反应容器的容积，压强增大，反应前后气体体积不变，平衡不移动，故A不选；
B．扩大反应容器的容积，压强减小，反应前后气体体积不变，平衡不移动，故B不选；
C．正反应放热，升高温度，平衡向逆向移动，故C选；
D．使用合适的催化剂，同等程度加快正逆反应速率，平衡不移动，故D不选；
E．设法减小平衡体系中的CO的浓度，平衡向逆反应方向移动，故E选，
故答案为：CE；

(5)①据图可知t2时逆反应速率瞬间增大，平衡逆向移动，该反应正反应为放热反应，所以所以可以是升高温度或增大CO2的浓度(增大H2的浓度)；t8时正逆反应速率增大且仍然相等，平衡不移动，该反应前后气体系数之和相等，所以可以通过催化剂、增大压强实现；

②若t4时降压，正逆反应速率都减小，但该反应前后气体系数之和相等，平衡不移动，所以正逆反应速率仍然相等；t6时增大反应物的浓度，生成物浓度不变，则正反应速率增大、逆反应速率不变，平衡正向移动，随着反应进行，正反应速率减小、逆反应速率增大，其图象为；

Ⅱ．16g液态甲醇(CH3OH)的物质的量为0.5mol，25℃，1.01×105Pa时水为液态，所以0.5mol CH3OH燃烧生成液态水和二氧化碳放出363.3kJ的热量，则1mol甲醇燃烧生成液态水和二氧化碳放出726.6kJ的热量，放热反应焓变小于0，所以热化学方程式为：CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726.6kJ/mol。