Question

7．CO₂是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體．因此，控制和治理CO₂是解決溫室效應的有效途徑．
已知反應Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）的平衡常數(shù)為K₁；
反應Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）的平衡常數(shù)為K₂．
在不同溫度時K₁、K₂的值如下表：

溫度（絕對溫度）	K1	K2
973	1.47	2.38
1173	2.15	1.67

（1）推導反應CO₂（氣）+H₂（氣）?CO（氣）+H₂O（氣）的平衡常數(shù)K與K₁、K₂的關系式：K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$．
（2）通過K值的計算，（1）中的反應是吸熱反應（填“吸熱”或“放熱”）．
（3）在一體積為10L的密閉容器中，加入一定量的CO₂和H₂O（氣），在1173開時發(fā)生反應并記錄前5min的濃度，第6min時改變了反應的條件．各物質(zhì)的濃度變化如下表：

時間/min	CO2	H2O	CO	H2
0	0.2000	0.3000	0	0
2	0.1740	0.2740	0.0260	0.0260
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3
5	0.0727	0.1727	0.1273	0.1273
6	0.0350	0.1350	0.1650

①前2min，用CO表示的該化學反應的速率是：v（CO）=0.0130mol•L^-1•nin^-1．
②在3～4min之間，反應處于平衡狀態(tài)（填“平衡”或“非平衡”）．
③第6min時，平衡向正反應方向移動，可能的原是升高溫度或降低了H₂濃度．

Answer 1

分析 （1）利用蓋斯定律計算平衡常數(shù)K₁、K₂與K₃之間的關系式；
（2）根據(jù)溫度升高平衡常數(shù)的變化判斷，由表中數(shù)據(jù)知升溫平衡常數(shù)變大，說明平衡正向移動；
（3）①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算；
②根據(jù)可逆反應特征：可逆反應到達平衡時，各組分的濃度保持不變；
③6min時，CO₂濃度降低、H₂O的濃度減小、CO的濃度增大，平衡正向移動，可能是改變溫度或移走水蒸氣．

解答 解：（1）已知：①Fe（s）+CO2（g）?FeO（s）+CO（g）；K₁=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$
②Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）；K₂=$\frac{c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$
利用蓋斯定律將①-②可得：③H₂（g）+CO₂（g）?CO（g）+H₂O（g）；該反應的k=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$；
故答案為：K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高，①的平衡常數(shù)增大，說明平衡向正反應方向移動，則正反應吸熱；
故答案為：吸熱；
（3）①前2min，用CO表示的該化學反應的速率c（CO）=$\frac{0.026mol÷10L}{2min}$=0.0130mol•L^-1•min^-1；
故答案為：v（CO）=0.0130mol•L^-1•min^-1
②由表中數(shù)據(jù)可知，3min、4min時，反應混合物對應物質(zhì)的濃度不變，處于與平衡狀態(tài)；
故答案為：平衡；
③表6min時，CO₂濃度降低、H₂O的濃度減小、CO的濃度增大，說明平衡向正反應移動，正反應為吸熱反應，可能是升高溫度，由于氫氣物質(zhì)的量未知，也可能是降低氫氣濃度；
故答案為：正反應；升高溫度或降低了H₂濃度．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、平衡常數(shù)、反應速率、平衡狀態(tài)特征等，考查學生分析解決問題的能力，難度中等．注意對基礎知識的運用．