Question

COCl2的分解反应为COCl2(g)===Cl2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋108 kJ·mol－1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未示出)：

①计算反应在第8 min时的平衡常数K＝__________；

②比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低：T(2)________T(8)(填“<”、“>”或“＝”)；

③若12 min时反应于温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2)＝________mol·L－1；

④比较产物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2～3)、v(5～6)、v(12～13)表示]的大小_____________________________；

⑤比较反应物COCl2在5～6 min和15～16 min时平均反应速率的大小：v(5～6)________v(15～16)(填“<”、“>”或“＝”)，原因是______________________________。

Answer 1

答案　①0.234 mol·L－1　②<　③0.031

④v(5～6)>v(2～3)＝v(12～13)　⑤>　在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大

解析　①根据图像得出以下数据：

　　　　　　COCl2(g)===Cl2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋108 kJ·mol－1

开始(mol·L－1)  0.055  0.095  0.07

8 min(mol·L－1)  0.04  0.11  0.085

K＝＝ mol·L－1≈0.234 mol·L－1。

②2 min和8 min时反应都处于平衡状态，在4 min时生成物浓度都增大，反应物浓度减小，则改变的条件是升高温度，故T(2)<T(8)。

③设12 min时COCl2的平衡浓度为x。

由于12 min时反应在温度T(8)下达到平衡，则由平衡常数定义得

K＝＝ mol·L－1

＝0.234 mol·L－1

解得x≈0.031 mol·L－1。

④分析图像表示的意义，根据图像可得出平均反应速率为v(5～6)>v(2～3)＝v(12～13)。

⑤分析图像可知反应在5～6 min和15～16 min时，反应温度相同，因为在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大，故v(5～6)>v(15～16)。