Question

13．一定溫度下體積為5L的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)．
一定溫度下在體積為5L的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)．
（Ⅰ）若某可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=$\frac{c（CO）•c（H2）}{c（{H}_{2}O）}$
（1）寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂ （g）；
（2）能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是A、B、C（填選項(xiàng)編號(hào)）．
A．容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化
B．υ_正（H₂O）=υ_逆（H₂）
C．容器中氣體的密度不隨時(shí)間而變化
D．容器中總的物質(zhì)的量不隨時(shí)間而變化
E．消耗n　mol　H₂的同時(shí)消耗n　mol　CO
（Ⅱ）若該密閉容器中加入的是2molFe（s）與1molH₂O（g），t₁秒時(shí)，H₂的物質(zhì)的量為0.20mol，到第t₂秒時(shí)恰好達(dá)到平衡，此時(shí)H₂的物質(zhì)的量為0.35mol．
（1）t₁～t₂這段時(shí)間內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率v（H₂）=$\frac{0.03}{（t{\;}_{2}-t{\;}_{1}）}$mol•L^-1•s^-1．
（2）若繼續(xù)加入2mol　Fe（s），則平衡不移動(dòng)（填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”），繼續(xù)通入1mol　H₂O（g）　再次達(dá)到平衡后，H₂的物質(zhì)的量為0.7mol．
（3）該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖．t₁時(shí)改變了某種條件，改變的條件可能是使用了催化劑、升高了溫度．（填寫2項(xiàng)）

Answer 1

分析 （Ⅰ）（1）根據(jù)平衡常數(shù)的定義，即可寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）化學(xué)平衡的根本原因是正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的百分含量保持不變，然后根據(jù)具體的化學(xué)方程式，逐一判斷．
（Ⅱ）（1）根據(jù)反應(yīng)速率的計(jì)算公式，求v（H₂）即可．
（2）加入Fe后，F(xiàn)e是固體，平衡不移動(dòng)；再加入1molH₂O（g） 再次達(dá)到平衡夠，H₂的物質(zhì)的量為原來的2倍．
（3）如右圖t₁時(shí)刻，反應(yīng)速率突然增大，可能使用了催化劑等．

解答 解：（Ⅰ）（1）根據(jù)平衡常數(shù)的定義，生成物濃度的冪之積與反應(yīng)物濃度的冪之積之比為平衡常數(shù)，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂ （g）；
故答案為：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂ （g）；
（2）A、反應(yīng)前后氣體的體積不相同，容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不斷減小，當(dāng)不隨時(shí)間變化即達(dá)到平衡，故A正確；
B、υ_正（H₂O）=υ_逆（H₂）時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，故B正確；
C、反應(yīng)開始時(shí)，容器中氣體的密度不斷減小，當(dāng)不隨時(shí)間變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，故C正確；
D、容器中總的物質(zhì)的量自始至終不隨時(shí)間而變化，故D錯(cuò)誤；
E、消耗n mol H₂的同時(shí)消耗n mol CO，反應(yīng)都代表逆反應(yīng)，故E錯(cuò)誤；
故選A、B、C；
（Ⅱ）（1）根據(jù)反應(yīng)速率的計(jì)算公式，v（H₂）=$\frac{0.03}{（t{\;}_{2}-t{\;}_{1}）}$mol•L^-1•s^-1．故答案為：$\frac{0.03}{（t{\;}_{2}-t{\;}_{1}）}$mol•L^-1•s^-1
（2）加入Fe后，F(xiàn)e是固體，平衡不移動(dòng)；3Fe+4H₂O=Fe₃O₄+4H₂，K=$\frac{[H{\;}_{2}]{\;}^{4}}{[H{\;}_{2}O]{\;}^{4}}$，再加入1molH₂O（g），濃度增大一倍，再次達(dá)到平衡，化學(xué)平衡常數(shù)不變，則H₂的物質(zhì)的量為原來的2倍，所以為0.35×2=0.7mol，故答案為：不；0.7；
（3）如右圖t₁時(shí)刻，反應(yīng)速率突然增大，可能使用了催化劑、升高了溫度、增大了H₂的濃度等．
故答案為：使用了催化劑、升高了溫度、增大了H₂的濃度．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道化學(xué)反應(yīng)速率與平衡的綜合題，考查了平衡常數(shù)的含義，化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷標(biāo)志，化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算，綜合性強(qiáng)，難度較大．