Question

15．一定温度下在体积为5L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=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$
（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ABC（填选项编号）．
A．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
B．υ_正（H₂O）=υ_逆（H₂）
C．容器中气体的密度不随时间而变化
D．容器中总的物质的量不随时间而变化
E．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2molFe（s）与1mol H₂O（g），t₁秒时，H₂的物质的量为0.20mol，到第t₂秒时恰好达到平衡，此时H₂的物质的量为0.35mol．
（1）t₁～t₂这段时间内的化学反应速率v（H₂）=$\frac{0.03}{{t}_{1}-{t}_{2}}$mol/（L．s）．
（2）若继续加入2mol Fe（s），则平衡不移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”），继续通入1mol H₂O（g） 再次达到平衡后，H₂的物质的量为0.7mol．
（3）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，改变的条件可能是加催化剂（只要写其中一种答案即可）

Answer 1

分析 （Ⅰ）（1）由K可知反应物及生成物；
（2）结合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量分析平衡状态；
（Ⅱ）（1）结合v=$\frac{△c}{△t}$计算；
（2）Fe为纯固体，改变用量平衡不移动；而继续通入1mol H₂O（g），相当于加压，平衡向气体体积缩小的方向移动，但K不变，结合K计算；
（3）t₁时改变了某种条件，逆反应速率增大，结合影响反应速率的因素来解答．

解答 解：（Ⅰ）（1）由K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$可知，反应物为C、H₂O，生成物为CO、H₂，该反应为C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），
故答案为：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；
（2）A．混合气体的质量、物质的量均为变量，则容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化，反应达到平衡，故A选；
B．υ_正（H₂O）=υ_逆（H₂），不同物质的正逆反应速率之比等于化学计量数之比，反应达到平衡状态，故B选；
C．体积不变，混合气体的质量为变量，则容器中气体的密度不随时间而变化，反应达到平衡，故C选；
D．反应为总物质的量不变的反应，则容器中总的物质的量不随时间而变化，不能判定平衡，故D不选；
E．消耗n mol H₂的同时消耗n mol CO，只体现逆反应速率，不能判定平衡，故E不选；
故答案为：ABC；
（Ⅱ）（1）t₁秒时，H₂的物质的量为0.20mol，到第t₂秒时恰好达到平衡，此时H₂的物质的量为0.35mol，则v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.35mol-0.2mol}{5L}}{{t}_{1}-{t}_{2}}$=$\frac{0.03}{{t}_{1}-{t}_{2}}$mol/（L．s），
故答案为：$\frac{0.03}{{t}_{1}-{t}_{2}}$mol/（L．s）；
（2）Fe为纯固体，改变用量平衡不移动，在加入Fe后，Fe是固体，平衡不移动；3Fe+4H₂O=Fe₃O₄+4H₂，K=$\frac{{c}^{4}（{H}_{2}）}{{c}^{4}（{H}_{2}O）}$，再加入1molH₂O（g），浓度增大一倍，再次达到平衡，化学平衡常数不变，则H₂的物质的量为原来的2倍，故答案为：不；0.7；
（3）t₁时改变了某种条件，逆反应速率增大，则改变条件为加催化剂或升高温度或增大氢气的浓度等，故答案为：加催化剂．

点评 本题考查化学平衡常数及应用，为高频考点，把握化学反应速率及平衡的影响因素、化学平衡常数的意义及计算等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．