Question

20．在一定條件下，將C（s）和H₂O（g）分別加入甲、乙兩個(gè)密閉容器，發(fā)生反應(yīng)：C（s）+2H₂O（g）?CO₂（g）+2H₂（g），其相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示：

容器	容積/L	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol	達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
			C（s）	H2O（g）	H2（g）
甲	2	T1	2	4	3.2	2.8
乙	1	T2	1	2	1.2	3.0

（1）T₁＞T₂（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）達(dá)到平衡后，保持溫度和體積不變，向甲容器內(nèi)再充入0.8molH₂O和3.2molH₂，則此時(shí)V_正=V_逆
（填“＞”、“＜”或“=”）
（3）在密閉恒容的容器中，能表示上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是BD．
A．V_逆（CO₂）═2V_正（H₂）
B．混合氣體的密度保持不變
C．c（H₂O）：c（CO₂）：c（H₂）=2：1：2
D．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
（4）某同學(xué)為了研究反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)平衡的影響，測(cè)得逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示：

可見(jiàn)在t₁、t₃、t₅、t₇時(shí)反應(yīng)都達(dá)了到平衡狀態(tài)，如果t₂、t₄、t₆、t₈時(shí)都只改變了一個(gè)反應(yīng)條件，則t₆時(shí)刻改變的條件是通入H₂O，則從t₁到t₈哪個(gè)時(shí)間段H₂O （g）的平衡轉(zhuǎn)化率最低t₇-t₈，（填“t₁～t₂，以此類推”）．

Answer 1

分析 （1）從表中數(shù)據(jù)可知，甲乙兩容器中反應(yīng)物濃度相同，乙達(dá)到平衡時(shí)H₂（g）的平衡量比甲的一半小，則T₂對(duì)T₁平衡逆向移動(dòng)，由已知該反應(yīng)正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，則T₂對(duì)T₁是降低溫度，說(shuō)明T₂溫度低；
（2）根據(jù)Qc和K之間的大小關(guān)系來(lái)判斷；
（3）當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，據(jù)此解答，解題時(shí)要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí)，說(shuō)明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)；
（4）該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積增大的且是正反應(yīng)是吸熱的化學(xué)反應(yīng)，t₂時(shí)逆反應(yīng)速率增大，且平衡時(shí)反應(yīng)速率大于t₂時(shí)反應(yīng)速率，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，t₈時(shí)反應(yīng)速率增大，但平衡不移動(dòng)，根據(jù)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響來(lái)分析解答．

解答 解：（1）從表中數(shù)據(jù)可知，甲乙兩容器中反應(yīng)物濃度相同，乙達(dá)到平衡時(shí)H₂（g）的平衡量比甲的一半小，則T₂對(duì)T₁平衡逆向移動(dòng)，由已知該反應(yīng)正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，則T₂對(duì)T₁是降低溫度，說(shuō)明T₂溫度低，
故答案為：＞；
（2）達(dá)到平衡后，保持溫度和體積不變，向甲容器內(nèi)再充入0.8molH₂O和3.2molH₂，氫氣和水的濃度之比等于達(dá)到平衡時(shí)二者的濃度之比，根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式的特點(diǎn)，則此時(shí)Qc=K，所以正逆反應(yīng)速率相等，故答案為：=；
（3）A．2V_逆（CO₂）═V_正（H₂）才能證明正逆反應(yīng)速率相等，故A錯(cuò)誤；
B．混合氣體的密度等于質(zhì)量和體積的比值，質(zhì)量變化，體積不變，所以密度保持不變能證明達(dá)到了平衡，故B正確；
C．c（H₂O）：c（CO₂）：c（H₂）=2：1：2不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，故C錯(cuò)誤；
D．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量等于氣體質(zhì)量和物質(zhì)的量的比值，二者的比值是一個(gè)變量，所以混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變證明達(dá)到了平衡，故D正確；
故選BD；
（4）t₁到t₆平衡都逆向移動(dòng)，而t₆時(shí)平衡正向移動(dòng)，是因?yàn)樵黾臃磻?yīng)物的濃度，而C是固體，所以是增加水蒸氣的量，所以本身的轉(zhuǎn)化率降低，t₈時(shí)反應(yīng)速率增大，但平衡不移動(dòng)，故平衡轉(zhuǎn)化率最低t₇-t₈ （或“t₇到t₈”），t₆時(shí)刻速率逆反應(yīng)速率在原來(lái)基礎(chǔ)上增大，平衡逆向移動(dòng)，所以是通入H₂O，故答案為：通入H₂O；t₇-t₈．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用等知識(shí)，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，難度中等．