Question

9．CO是火力發(fā)電廠釋放出的主要尾氣，為減少對(duì)環(huán)境污染，發(fā)電廠試圖采用CO與Cl₂在催化劑的作用下合成光氣（COCl₂）．某溫度下，向2L的密閉容器中投入一定量的CO和Cl₂，在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+Cl₂（g）?COCl₂（g）△H=a kJ/mol
反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表：

t/min	n （CO）/mol	n （Cl2）/mol
0	1.20	0.60
1	0.90
2	0.80
4		0.20

（1）反應(yīng)0～2min末的平均速率v（COCl₂）=0.1mol/（L?min）．
（2）在2min～4min間，v（Cl₂）_正=v（Cl₂）_逆 （填“＞”、“=”或“＜”），該溫度下K=5．
（3）在表格中畫(huà)出0～4min末n（COCl₂）隨時(shí)間的變化示意圖圖2

（4）已知X、L可分別代表溫度或壓強(qiáng)，如圖2表示L一定時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系．X代表的物理量是溫度；a＜0 （填“＞”，“=”，“＜”），依據(jù)是因?yàn)閄增大時(shí)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，平衡逆向移動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)，可知0～2min內(nèi)△n（CO）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，由方程式可知△c（COCl₂）=△c（CO）=0.4mol，再根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（COCl₂）；
（2）4min內(nèi)，反應(yīng)的氯氣為0.6mol-0.2mol=0.4mol，由方程式可知參加反應(yīng)的CO為0.4mol，故4min時(shí)CO為1.2mol-0.4mol=0.8mol，與2min時(shí)CO的物質(zhì)的量相等，則2min、4min處于平衡狀態(tài)；
由方程式可知，平衡時(shí)生成COCl₂為0.4mol，平衡常數(shù)K=$\frac{c（COC{l}_{2}）}{c（CO）×c（C{l}_{2}）}$；
（3）n（COCl₂）隨時(shí)間的變化增大，開(kāi)始為0，2min時(shí)到達(dá)平衡，平衡時(shí)COCl₂為0.4mol；
（4）正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率增大，而圖中隨X增大時(shí)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，平衡逆向移動(dòng)，則X為溫度，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)，可知0～2min內(nèi)△n（CO）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，由方程式可知△c（COCl₂）=△c（CO）=0.4mol，則v（COCl₂）=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{2min}$0.1mol/（L．min），故答案為：0.1；
（2）4min內(nèi)，反應(yīng)的氯氣為0.6mol-0.2mol=0.4mol，由方程式可知參加反應(yīng)的CO為0.4mol，故4min時(shí)CO為1.2mol-0.4mol=0.8mol，與2min時(shí)CO的物質(zhì)的量相等，則2min、4min處于平衡狀態(tài)，在2min～4min間，v（Cl₂）_正 =v（Cl₂）_逆，
由方程式可知，平衡時(shí)生成COCl₂為0.4mol，該溫度下平衡常數(shù)K=$\frac{c（COC{l}_{2}）}{c（CO）×c（C{l}_{2}）}$=$\frac{\frac{0.4}{2}}{\frac{0.8}{2}×\frac{0.2}{2}}$=5，
故答案為：=；5；
（3）隨時(shí)間的變化，COCl₂的物質(zhì)的量增大，開(kāi)始為0，2min時(shí)到達(dá)平衡，平衡時(shí)COCl₂為0.4mol，0～4min末n（COCl₂）隨時(shí)間的變化示意圖為：，
故答案為：；
（4）正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率增大，而圖中隨X增大時(shí)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，平衡逆向移動(dòng)，則X為溫度，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故a＜0，
故答案為：溫度；＜；因?yàn)閄增大時(shí)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，平衡逆向移動(dòng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、化學(xué)平衡圖象等，注意對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握．