Question

在5L密閉容器中加入2mol Fe（s）與1mol H₂O（g），t₁秒時，H₂的物質(zhì)的量為0.20mol，到第t₂秒時恰好達(dá)到平衡，此時H₂的物質(zhì)的量為0.35mol．
（1）t₁～t₂這段時間內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率v（H₂）=

 

．
（2）若繼續(xù)加入2mol Fe（s），則平衡移動

 

（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物質(zhì)的量為

 

mol．
（3）該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率隨時間變化的關(guān)系如圖．t₁時改變了某種條件，改變的條件是

 

．
（4）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖象的綜合應(yīng)用

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)t₁～t₂這段時間內(nèi)氫氣的濃度變化計算出氫氣的反應(yīng)速率；
（2）根據(jù)固體不影響反應(yīng)速率和化學(xué)平衡判斷；該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，水的物質(zhì)的量增大1倍，則氫氣的物質(zhì)的量增大1倍；
（3）t₁時改變了某種條件，逆反應(yīng)速率突然增大，且繼續(xù)增大，說明可能為升高溫度、加入了催化劑或最大了反應(yīng)物濃度；
（4）根據(jù)鐵與水蒸氣的反應(yīng)方程式及平衡常數(shù)的表達(dá)式寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式，注意固體不需要寫出．

解答： 解：鐵與水蒸氣反應(yīng)的方程式為：3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂，
（1）t₁～t₂這段時間內(nèi)氫氣的濃度變化為：0.35mol-0.20mol=0.15mol，這段時間內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率v（H₂）=

0.15mol 5L

t2-t1

=

0.03

t2-t1

mol?L^-1?s^-1，
 故答案為：

0.03

t2-t1

mol?L^-1?s^-1；
（2）在固體有剩余的情況下，增加或減少固體的質(zhì)量，對反應(yīng)速率以及限度均無影響；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，即：H₂物質(zhì)的量為0.7mol，
故答案為：不；0.7；
（3）t₁時反應(yīng)未達(dá)到平衡，改變條件后逆反應(yīng)速率突然增大，且繼續(xù)增大，可知為加入催化劑或升高溫度或增大氣體反應(yīng)物濃度，
故答案為：加入催化劑（或升高溫度或增大氣體反應(yīng)物濃度）；
（4）反應(yīng)3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=

c4(H2)

c4(H2O)

，
故答案為：K=

c4(H2)

c4(H2O)

．

點評：本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率的計算、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素及化學(xué)平衡常數(shù)的書寫，題目難度中等，可以根據(jù)平衡移動原理進(jìn)行分析各因素對化學(xué)平衡的影響．