Question

3．一定温度下在体积为5L的密闭容器中发生某可逆反应，其化学平衡常数表达式为：$K=\frac{{c（CO）•c（{H_2}）}}{{c（{H_2}O）}}$
（1）请写出该反应的化学方程式：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）．
（2）恒温恒容条件下容器中气体的平均相对分子质量、气体的分子总数或混合气体的压强或密度不再随时间变化，都可说明该反应已达平衡状态．
（3）该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图，t₁时的突变一定是因为某种条件的改变，该改变不可能是ab；
a．减小H₂浓度b．使用催化剂c．升高温度．

Answer 1

分析 （1）根据化学平衡常数表达式知，生成物是CO和氢气，反应物有水，根据元素守恒知，反应物还含有C；
（2）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；
（3）改变条件时逆反应速率增大，随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，说明平衡正向移动．

解答 解：（1）根据化学平衡常数表达式知，生成物是CO和氢气，反应物有水，根据元素守恒知，反应物还含有C，所以该可逆反应为C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），故答案为：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；
（2）该反应前后气体计量数之和增大，所以恒温恒容条件下容器中气体的平均相对分子质量、气体的分子总数或混合气体的压强、密度都改变，当这些量不再随时间变化时该反应达到平衡状态，
故答案为：压强或密度；
（3）改变条件时逆反应速率突然增大，随着反应的进行，逆反应速率增大，说明平衡正向移动，
a．减小H₂浓度，逆反应速率减小，故a选；
b．使用催化剂，逆反应速率增大，但是平衡不移动，故b选；
c．碳与水蒸气的反应属于吸热反应，升高温度，正向移动，正逆反应速率都增大，故c不选；
故答案为：ab．

点评 本题考查化学平衡图象分析、化学平衡状态的判断，明确化学平衡状态的判断方法和外界条件对反应速率、化学平衡的影响是解本题关键，会根据图象曲线变化确定反应方向，题目难度中等．