题目内容

在5 L密闭容器中加入2 mol Fe(s)与1 mol H2O(g),t1秒时,H2的物质的量为0.20 mol,到第t2秒时恰好达到平衡,此时H2的物质的量为0.35 mol。
(1)t1~t2这段时间内的化学反应速率v(H2)=            
(2)若继续加入2 mol Fe(s),则平衡移动      (填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”),继续通入1 mol H2O(g)再次达到平衡后,H2物质的量为        __________mol。
(3)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图。t1时改变了某种条件,改变的条件是  _________
(1)0.03/(t2-t1)  mol·L-1·s-1
(2)不   0.7
(3)升高温度
(1)t1~t2时间段内H2物质的量的变化为0.35 mol-0.20 mol="0.15" mol,v(H2)="0.15" mol/[5 L×(t2-t1)s]=0.03/(t2-t1) mol·L-1·s-1
(2)Fe为固体,加入Fe对平衡无影响,平衡不移动。根据反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)可知,加入1 mol H2O达到平衡时H2的物质的量为0.35 mol,H2O(g)的物质的量为0.65 mol,该反应的平衡常数K=(7/13)4。再加入1 mol H2O(g),相当于开始加入2 mol H2O(g),设达到平衡时H2的物质的量为x,平衡时H2O(g)的物质的量为2 mol-x,根据Q=x4/(2-x)4=(7/13)4,解得x="0.7" mol。
(3)根据图像可知,t1时改变条件,逆反应速率瞬间增大,且根据速率图像可知,正反应速率增大的应该比逆反应速率还大,此时平衡向正反应方向移动,所以采取的措施一定不是改变浓度,也不可能是增大压强所引起的,因为增大压强,平衡不发生移动,因此只能是升高温度。
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