Question

（2012?武汉模拟）一定温度下在固定容积为5.0L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=

c(CO)?c(H2)

c(H2O)

（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

AB

（填选项编号）；
A．v_正（H₂O）=v_逆（H₂）
B．容器中气体的密度不随时间而变化
C．容器中各物质总的物质的量不随时间而变化
D．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2.0mol Fe（s）与1.0molH₂O（g），t₁秒时，H₂的物质的量0.20mol，到第t₂秒时恰好达到平衡，此时H₂的物质的量为0.35mol．
（3）t₁～t₂时间内的化学反应速率v（H₂）=

0.030

t2-t1

mol/L?s

；
（4）若继续加入2.0mol Fe（s），则平衡

不

移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）
（5）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，并且未引起K值改变，则改变的条件可能是

加入催化剂

、

增大了氢气的浓度

（填写两种条件）．

Answer 1

分析：（1）依据平衡常数的概念分析写出化学方程式；
（2）平衡标志是正逆反应速率相同，各组分浓度保持不变；
（3）依据化学反应速率的概念分析计算，单位时间内物质浓度的变化计算得到；
（4）固体对化学平衡无影响；
（5）t₁时改变了某种条件，并且未引起K值改变，说明改变的条件不是温度，逆反应速率突然增大，且继续增大，说明反应未达到平衡，逆反应速率增大到平衡后不再变化．

解答：解：Ⅰ、若某可逆反应的化学平衡常数表达式为：K=

c(CO)?c(H2)

c(H2O)

（1）依据平衡常数的表达式，结合原子守恒可知反应物为碳单质和水蒸气，生成物为一氧化碳和氢气，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．反应速率之比等于化学方程式系数之比，v_正（H₂O）=v_逆（H₂），说氢气的正逆反应速率相同，反应达到平衡，故A符合；
B．反应后气体质量增大，体积不变，过程中密度改变，容器中气体的密度不随时间而变化能说明反应达到平衡，故B符合；
C．反应前后气体体积不变，容器中各物质总的物质的量不随时间而变化，不能说明反应达到平衡，故C不符合；
D．消耗n mol H₂的同时消耗n mol CO，说明反应逆向进行，不能说明反应达到平衡，故D不符合；
故选AB．
Ⅱ、铁与水蒸气反应的方程式为：3Fe+4H₂O（g）

高温  .

Fe₃O₄+4H₂ ，
（3）t₁～t₂这段时间内氢气的浓度变化为：0.35mol-0.20mol=0.15mol，这段时间内的化学反应速率v（H₂）=

0.15mol 5L

t2-t1

=

0.03

t2-t1

mol?L^-1?s^-1；
 故答案为：

0.03

t2-t1

mol?L^-1?s^-1；
（4）在固体有剩余的情况下，增加或减少固体的质量，对反应速率以及限度均无影响；
故答案为：不；
（5）t₁时反应未达到平衡，改变条件后逆反应速率突然增大，且继续增大，说明反应未达到平衡，分析可知改变条件为加入催化剂或增大气体反应物浓度，
故答案为：加入催化剂；增大了氢气的浓度．

点评：本题考查了化学平衡的分析判断，平衡常数、反应速率概念的计算应用，平衡标志的分析判断方法，题目难度中等．