Question

一定温度下，向1升的恒容容器中加入2moL碳和2moLCO₂，反应为：
C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H＞0
容器中CO₂的物质的量随时间t的变化关系如图．
（1）该温度下，若t₁=10min时达到平衡，此时CO₂的反应速率为

 

（写单位），该反应的平衡常数K=

 

（保留一位小数）．
（2）若温度不变，向上述平衡体系中再通入2moLCO₂，CO₂的转化率将

 

（填增大、减小、不变、无法确定，下同）；若使用适宜的催化剂，CO₂的转化率将

 

；若升高温度，该平衡状态将

 

移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”，下同）；若向该容器再通入2moL氦气，该平衡状态将

 

移动．
（3）该温度下，向该容器加入4moL碳和4moLCO₂，达到平衡时CO₂物质的量为2moL，请在图中画出容器中CO₂的物质的量随时间t的变化示意图．

Answer 1

分析：（1）根据二氧化碳的变化量求出浓度变化，再求速率；根据平衡的浓度求出K；
（2）该反应中方向为体积增大的方向，再通入2moLCO₂，体系压强增大，平衡逆移，依此分析转化率；催化剂对平衡无影响；根据温度对平衡的影响分析；体积不变充入稀有气体平衡不移动；
（3）向该容器加入4moL碳和4moLCO₂，达到平衡时CO₂物质的量为2moL，由于反应物浓度增大，平衡所用时间缩短，据此作图．

解答：解：（1）由图象可知平衡时2moLCO₂为0.75mol；
               C（s）+CO₂（g）?2CO（g）
初始量（mol）：2       2
转化量（mol）：1.25    1.25      2.5
平衡量（mol）：0.75    0.75      2.5
则CO₂的反应速率为：

1.25mol 1L

10min

=0.125?mol^-1?L^-1?min^-1；平衡时各气体物质的浓度为：c（CO₂）

0.75mol

1L

=0.75mol/L，c（CO）=

2.5mol

1L

=2.5mol/L；
所以K=

c2(CO)

c(CO2)

=

2．52

0.75

=8.3；
故答案为：0.125?mol^-1?L^-1?min^-1；8.3；
（2）该反应中方向为体积增大的方向，再通入2moLCO₂，体系压强增大，与原平衡比较，相当于平衡逆移，所以二氧化碳的转化率减小；催化剂对平衡无影响，所以CO₂的转化率不变；已知该反应正方向为吸热反应，所以升高温度平衡正移；体积不变的容器中充入稀有气体，各反应气体的浓度不大，所以平衡不移动；
故答案为：减小；不变； 向正反应方向；不；
（3）向该容器加入4moL碳和4moLCO₂，达到平衡时CO₂物质的量为2moL，由于反应物浓度增大，平衡所用时间缩短，图象为：；
故答案为：．

点评：本题考查了化学反应速率、平衡常数、化学平衡影响因素与化学平衡图象等，注意根据反应的特征分析外界条件对平衡的影响，难度中等．