Question

13．一定溫度下體積為5L的密閉容器中發(fā)生可逆反應．
一定溫度下在體積為5L的密閉容器中發(fā)生可逆反應．
（Ⅰ）若某可逆反應的化學平衡常數(shù)表達式為：K=$\frac{c（CO）•c（H2）}{c（{H}_{2}O）}$
（1）寫出該反應的化學方程式：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂ （g）；
（2）能判斷該反應一定達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是A、B、C（填選項編號）．
A．容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化
B．υ_正（H₂O）=υ_逆（H₂）
C．容器中氣體的密度不隨時間而變化
D．容器中總的物質(zhì)的量不隨時間而變化
E．消耗n　mol　H₂的同時消耗n　mol　CO
（Ⅱ）若該密閉容器中加入的是2molFe（s）與1molH₂O（g），t₁秒時，H₂的物質(zhì)的量為0.20mol，到第t₂秒時恰好達到平衡，此時H₂的物質(zhì)的量為0.35mol．
（1）t₁～t₂這段時間內(nèi)的化學反應速率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（填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”），繼續(xù)通入1mol　H₂O（g）　再次達到平衡后，H₂的物質(zhì)的量為0.7mol．
（3）該反應的逆反應速率隨時間變化的關系如圖．t₁時改變了某種條件，改變的條件可能是使用了催化劑、升高了溫度．（填寫2項）

Answer 1

分析 （Ⅰ）（1）根據(jù)平衡常數(shù)的定義，即可寫出發(fā)生反應的化學方程式；
（2）化學平衡的根本原因是正、逆反應速率相等，反應混合物中各組分的百分含量保持不變，然后根據(jù)具體的化學方程式，逐一判斷．
（Ⅱ）（1）根據(jù)反應速率的計算公式，求v（H₂）即可．
（2）加入Fe后，F(xiàn)e是固體，平衡不移動；再加入1molH₂O（g） 再次達到平衡夠，H₂的物質(zhì)的量為原來的2倍．
（3）如右圖t₁時刻，反應速率突然增大，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物濃度的冪之積之比為平衡常數(shù)，所以該反應的化學方程式為C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂ （g）；
故答案為：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂ （g）；
（2）A、反應前后氣體的體積不相同，容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不斷減小，當不隨時間變化即達到平衡，故A正確；
B、υ_正（H₂O）=υ_逆（H₂）時，反應達到平衡，故B正確；
C、反應開始時，容器中氣體的密度不斷減小，當不隨時間變化時，反應達到平衡，故C正確；
D、容器中總的物質(zhì)的量自始至終不隨時間而變化，故D錯誤；
E、消耗n mol H₂的同時消耗n mol CO，反應都代表逆反應，故E錯誤；
故選A、B、C；
（Ⅱ）（1）根據(jù)反應速率的計算公式，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；3Fe+4H₂O=Fe₃O₄+4H₂，K=$\frac{[H{\;}_{2}]{\;}^{4}}{[H{\;}_{2}O]{\;}^{4}}$，再加入1molH₂O（g），濃度增大一倍，再次達到平衡，化學平衡常數(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時刻，反應速率突然增大，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．

點評 本題是一道化學反應速率與平衡的綜合題，考查了平衡常數(shù)的含義，化學平衡狀態(tài)的判斷標志，化學反應速率的計算，綜合性強，難度較大．