Question

9．CO是火力发电厂释放出的主要尾气，为减少对环境污染，发电厂试图采用CO与Cl₂在催化剂的作用下合成光气（COCl₂）．某温度下，向2L的密闭容器中投入一定量的CO和Cl₂，在催化剂的作用下发生反应：CO（g）+Cl₂（g）?COCl₂（g）△H=a kJ/mol
反应过程中测定的部分数据如下表：

t/min	n （CO）/mol	n （Cl2）/mol
0	1.20	0.60
1	0.90
2	0.80
4		0.20

（1）反应0～2min末的平均速率v（COCl₂）=0.1mol/（L?min）．
（2）在2min～4min间，v（Cl₂）_正=v（Cl₂）_逆 （填“＞”、“=”或“＜”），该温度下K=5．
（3）在表格中画出0～4min末n（COCl₂）随时间的变化示意图图2

（4）已知X、L可分别代表温度或压强，如图2表示L一定时，CO的转化率随X的变化关系．X代表的物理量是温度；a＜0 （填“＞”，“=”，“＜”），依据是因为X增大时，CO的平衡转化率降低，平衡逆向移动．

Answer 1

分析 （1）由表中数据，可知0～2min内△n（CO）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，由方程式可知△c（COCl₂）=△c（CO）=0.4mol，再根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（COCl₂）；
（2）4min内，反应的氯气为0.6mol-0.2mol=0.4mol，由方程式可知参加反应的CO为0.4mol，故4min时CO为1.2mol-0.4mol=0.8mol，与2min时CO的物质的量相等，则2min、4min处于平衡状态；
由方程式可知，平衡时生成COCl₂为0.4mol，平衡常数K=$\frac{c（COC{l}_{2}）}{c（CO）×c（C{l}_{2}）}$；
（3）n（COCl₂）随时间的变化增大，开始为0，2min时到达平衡，平衡时COCl₂为0.4mol；
（4）正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，CO转化率增大，而图中随X增大时，CO的平衡转化率降低，平衡逆向移动，则X为温度，正反应为放热反应．

解答 解：（1）由表中数据，可知0～2min内△n（CO）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，由方程式可知△c（COCl₂）=△c（CO）=0.4mol，则v（COCl₂）=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{2min}$0.1mol/（L．min），故答案为：0.1；
（2）4min内，反应的氯气为0.6mol-0.2mol=0.4mol，由方程式可知参加反应的CO为0.4mol，故4min时CO为1.2mol-0.4mol=0.8mol，与2min时CO的物质的量相等，则2min、4min处于平衡状态，在2min～4min间，v（Cl₂）_正 =v（Cl₂）_逆，
由方程式可知，平衡时生成COCl₂为0.4mol，该温度下平衡常数K=$\frac{c（COC{l}_{2}）}{c（CO）×c（C{l}_{2}）}$=$\frac{\frac{0.4}{2}}{\frac{0.8}{2}×\frac{0.2}{2}}$=5，
故答案为：=；5；
（3）随时间的变化，COCl₂的物质的量增大，开始为0，2min时到达平衡，平衡时COCl₂为0.4mol，0～4min末n（COCl₂）随时间的变化示意图为：，
故答案为：；
（4）正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，CO转化率增大，而图中随X增大时，CO的平衡转化率降低，平衡逆向移动，则X为温度，正反应为放热反应，故a＜0，
故答案为：温度；＜；因为X增大时，CO的平衡转化率降低，平衡逆向移动．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、反应速率、平衡常数、化学平衡图象等，注意对基础知识的理解掌握．