Question

13．一定温度下体积为5L的密闭容器中发生可逆反应．
一定温度下在体积为5L的密闭容器中发生可逆反应．
（Ⅰ）若某可逆反应的化学平衡常数表达式为：K=$\frac{c（CO）•c（H2）}{c（{H}_{2}O）}$
（1）写出该反应的化学方程式：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂ （g）；
（2）能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是A、B、C（填选项编号）．
A．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
B．υ_正（H₂O）=υ_逆（H₂）
C．容器中气体的密度不随时间而变化
D．容器中总的物质的量不随时间而变化
E．消耗n　mol　H₂的同时消耗n　mol　CO
（Ⅱ）若该密闭容器中加入的是2molFe（s）与1molH₂O（g），t₁秒时，H₂的物质的量为0.20mol，到第t₂秒时恰好达到平衡，此时H₂的物质的量为0.35mol．
（1）t₁～t₂这段时间内的化学反应速率v（H₂）=$\frac{0.03}{（t{\;}_{2}-t{\;}_{1}）}$mol•L^-1•s^-1．
（2）若继续加入2mol　Fe（s），则平衡不移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”），继续通入1mol　H₂O（g）　再次达到平衡后，H₂的物质的量为0.7mol．
（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，改变的条件可能是使用了催化剂、升高了温度．（填写2项）

Answer 1

分析 （Ⅰ）（1）根据平衡常数的定义，即可写出发生反应的化学方程式；
（2）化学平衡的根本原因是正、逆反应速率相等，反应混合物中各组分的百分含量保持不变，然后根据具体的化学方程式，逐一判断．
（Ⅱ）（1）根据反应速率的计算公式，求v（H₂）即可．
（2）加入Fe后，Fe是固体，平衡不移动；再加入1molH₂O（g） 再次达到平衡够，H₂的物质的量为原来的2倍．
（3）如右图t₁时刻，反应速率突然增大，可能使用了催化剂等．

解答 解：（Ⅰ）（1）根据平衡常数的定义，生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积之比为平衡常数，所以该反应的化学方程式为C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂ （g）；
故答案为：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂ （g）；
（2）A、反应前后气体的体积不相同，容器中气体的平均相对分子质量不断减小，当不随时间变化即达到平衡，故A正确；
B、υ_正（H₂O）=υ_逆（H₂）时，反应达到平衡，故B正确；
C、反应开始时，容器中气体的密度不断减小，当不随时间变化时，反应达到平衡，故C正确；
D、容器中总的物质的量自始至终不随时间而变化，故D错误；
E、消耗n mol H₂的同时消耗n mol CO，反应都代表逆反应，故E错误；
故选A、B、C；
（Ⅱ）（1）根据反应速率的计算公式，v（H₂）=$\frac{0.03}{（t{\;}_{2}-t{\;}_{1}）}$mol•L^-1•s^-1．故答案为：$\frac{0.03}{（t{\;}_{2}-t{\;}_{1}）}$mol•L^-1•s^-1
（2）加入Fe后，Fe是固体，平衡不移动；3Fe+4H₂O=Fe₃O₄+4H₂，K=$\frac{[H{\;}_{2}]{\;}^{4}}{[H{\;}_{2}O]{\;}^{4}}$，再加入1molH₂O（g），浓度增大一倍，再次达到平衡，化学平衡常数不变，则H₂的物质的量为原来的2倍，所以为0.35×2=0.7mol，故答案为：不；0.7；
（3）如右图t₁时刻，反应速率突然增大，可能使用了催化剂、升高了温度、增大了H₂的浓度等．
故答案为：使用了催化剂、升高了温度、增大了H₂的浓度．

点评 本题是一道化学反应速率与平衡的综合题，考查了平衡常数的含义，化学平衡状态的判断标志，化学反应速率的计算，综合性强，难度较大．