Question

已知光气COCl₂的分解反应为COCl₂（g）?Cl₂（g）+CO（g）△H=+108kJ?mol^-1．反应体系平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示（第10min到14min的COCl₂浓度变化曲线未示出）：
①计算反应在地8min时的平衡常数K=

 

；
②比较第2min反应温度T（2）与第8min反应温度T（8）的高低：T（2）

 

 T（8）（填“＜”、“＞”或“=”）；
③若12min时反应与温度T（8）下重新达到平衡，则此时c（COCl₂）=

 

mol?L^-1
④比较产物CO在2-3min、5-6min和12-13min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5-6min和15-16min时平均反应速率的大小：v（5-6）

 

 v（15-16）（填“＜”、“＞”或“=”），原因是

 

．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：①由图可知，8min时COCl₂的平衡浓度为0.04mol/L，Cl₂的平衡浓度为0.11mol/L，CO的平衡浓度为0.085mol/L，K=

c(CO)c(Cl2)

c(COCl2)

；
②由第2min反应温度变为第8min反应温度时，生成物浓度增大、反应物浓度减小，平衡向正反应方向移动；
③由图可知，10min瞬间Cl₂浓度增大，CO的浓度降低，故改变条件为移走CO，降低CO的浓度，平衡常数不变，与8min到达平衡时的平衡常数相同，由图可知，12min时到达平衡时Cl₂的平衡浓度为0.12mol/L，CO的平衡浓度为0.06mol/L，根据平衡常数计算c（COCl₂）；
④根据化学反应速率的定义，可知反应在2～3 min和12～13 min处于平衡状态，CO的平均反应速率为0；
⑤在5～6 min和15～16 min时反应温度相同，在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大，但15～16 min时各组分的浓度都小，因此反应速率小．

解答： 解：①由图可知，8min时COCl₂的平衡浓度为0.04mol/L，Cl₂的平衡浓度为0.11mol/L，CO的平衡浓度为0.085mol/L，K=

c(CO)c(Cl2)

c(COCl2)

=

0.085×0.11

0.04

=0.234mol/L，故答案为：0.234mol/L；
②由第2min反应温度变为第8min反应温度时，生成物浓度增大、反应物浓度减小，平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，所以T（2）＜T（8），
故答案为：＜；
③由图可知，10min瞬间Cl₂浓度增大，CO的浓度降低，故改变条件为移走CO，降低CO的浓度，平衡常数不变，与8min到达平衡时的平衡常数相同，由图可知，12min时到达平衡时Cl₂的平衡浓度为0.12mol/L，CO的平衡浓度为0.06mol/L，故：

0.06×0.12

c(COCl2)

=0.23，解得c（COCl₂）=0.031mol/L；
故答案为：0.031；
④根据化学反应速率的定义，可知反应在2～3 min和12～13 min处于平衡状态，CO的平均反应速率为0，在5～6min时，反应向正反应进行，故CO的平均反应速率为：v（5～6）＞v（2～3）=v（12～13），故答案为：v（5～6）＞v（2～3）=v（12～13）；
⑤在5～6 min和15～16 min时反应温度相同，在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大，但15～16 min时各组分的浓度都小，因此反应速率小，即v（5～6）＞v（15～16），故答案为：＞；在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大．

点评：本题考查较综合，涉及电解原理、盖斯定律、化学平衡移动等知识点，难点是化学平衡常数的有关计算，理解图象中曲线变化趋势及曲线变化可能改变的条件是解本题关键，再结合平衡常数公式进行计算，题目难度中等．