设反应①fe(s)+co2(g)⇌feo(s)+co(g)的平衡常数为k1.
反应②fe(s)+h2o(g)⇌feo(s)+h2(g)的平衡常数为k2,在不同温度下,k1、k2的值如下:
t(k)
k1
k2
973
1.47
2.36
1173
2.15
1.67
(1)现有反应③co2(g)+h2(g)⇌co(g)+h2o(g),这是一个______(填“吸”或“放”)热反应,要使平衡③向右移动,可采取的措施有______(填序号).
a.缩小反应容器容积b.扩大反应容器容积c.降低温度
d.升高温度 e.使用合适的催化剂f.设法减少co的量
(2)若反应fe(s)+co2(g)⇌feo(s)+co(g)在温度t1下进行;fe(s)+h2o(g)⇌feo(s)+h2(g)在温度t2下进行,已知t1>t2,且c(co2)>c(h2o)(其他条件均相同),则两者的反应速率______ (填序号).
a.前者***.后者大c.一样大d.无法判断.
解题思路:(1)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式,据此关系式及上表数据,也能推断出反应吸热或是放热;利用盖斯定律计算,平衡常数,结合图表中平衡常数随温度变化分析反应热量变化;依据化学平衡影响因素分析平衡移动方向;
(2)依据化学反应速率随温度的变化分析判断,已知T1>T2,温度越高反应速率越大.
(1)已知:①Fe(s)+CO2(g)⇌FeO(s)+CO(g);△H=Q1,
②Fe(s)+H2O(g)⇌FeO(s)+H2(g);△H=Q2,
利用盖斯定律将①-②可得:③H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g);△H=Q3,
则:K3=
[CO]•[H2O]
[H2]•[CO2]=
[CO]
[CO2]
[H2]
[H2O]=
K1
K2,由表中数据可知,973K时,K3=[1.47/2.38]=0.62,1173时K3=[2.15/1.67]=1.29,则升高温度平衡常数增大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,正反应吸热,H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g)反应是吸热反应,反应前后气体体积不变,要使反应在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,则
A.缩小反应容器容积实质增大压强,反应前后气体体积不变,平衡不动; 故A不符合;
B.扩大反应容器容积,压强减小,反应前后气体体积不变,平衡不动;故B不符合;
C.反应是吸热反应,降低温度,平衡向放热反应方向进行,平衡逆向进行,故C不符合;
D.反应是吸热反应,升高温度,平衡向吸热反应方向进行,平衡正向进行,故D符合;
E.使用合适的催化剂,催化剂只改变反应速率,不改变平衡,故E不符合;
F.设法减少CO的浓度,减少生成物浓度平衡正向进行,故F符合;
故答案为:吸热;DF;
(2)反应速率随温度变化,温度越高,反应速率越大,所以反应速率①大,故选:A.
点评:
本题考点: 化学平衡的影响因素;化学反应速率的影响因素.
考点点评: 本题考查了化学平衡的计算应用,平衡常数的计算判断,盖斯定律的计算应用,影响化学平衡的因素分析,题目难度较大.
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