Question

16．光氣 （COCl₂）是一種重要的化工原料，用于農藥、醫(yī)藥、聚酯類材料的生產，工業(yè)上通過Cl₂（g）+CO（g）
?COCl₂（g）制備．左圖為此反應的反應速率隨溫度變化的曲線，圖1為某次模擬實驗研究過程中在1L恒容容器內各物質的濃度隨時間變化的曲線圖2．回答下列問題：

①0-6min內，反應的平均速率v（Cl₂）=0.15 mol•L^-1•min ^-1；
②若保持溫度不變，在第7min 向體系中加入這三種物質各2mol，則平衡向正反應方向移動（填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”）；
③若將初始投料濃度變?yōu)閏（Cl₂）=0.7mol/L、c（CO）=0.5mol/L、c（COCl₂）=0.5mol/L，保持反應溫度不變，則最終達到化學平衡時，Cl₂的體積分數與上述第6min時Cl₂的體積分數相同；
④隨溫度升高，該反應平衡常數變化的趨勢是減�。唬ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”）；
⑤比較第8min反應溫度T（8）與第15min反應溫度T（15）的高低：T（8）＜T（15）（填“＜”、“＞”或“=”）．

Answer 1

分析 ①由圖可知，6min時Cl₂的平衡濃度為0.3mol/L，濃度變化為1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L，根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v（Cl₂）；
②原平衡時n（Cl₂）：n（CO）：n（COCl₂）=3：1：9，現在第7 min 加入體系中的三種物質各2 mol，則反應物的濃度增大程度大些，平衡正向移動；
③改變初始投料濃度變，保持反應溫度不變，則最終達到化學平衡時，Cl₂的體積分數與上述第6min時Cl₂的體積分數相同，則為等效平衡，完全轉化到左邊滿足Cl₂濃度為1.2mol/L、CO濃度為1.0mol/L；
④平衡常數是生成物平衡濃度化學計量數冪乘積與反應物平衡濃度化學計量數冪乘積的比，由圖可知，升溫平衡向逆反應方向移動，平衡常數減��；
⑤第8min反應處于平衡狀態(tài)，在第10分鐘時是改變溫度使平衡向逆反應方向移動，由④升溫平衡向逆反應方向移動，可知正反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動．

解答 解：①由圖可知，6min時Cl₂的平衡濃度為0.3mol/L，濃度變化為1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L，則v（Cl₂）=$\frac{0.9mol/L}{6min}$=0.15 mol•L^-1•min ^-1，
故答案為：0.15 mol•L^-1•min ^-1；
②8min時，平衡時c（Cl₂）=0.3mol/L、c（CO）=0.1mol/L、c（COCl₂）=0.9mol/L，則原平衡時n（Cl₂）：n（CO）：n（COCl₂）=3：1：9，現在第7 min 加入體系中的三種物質各2 mol，則反應物的濃度增大程度大些，平衡正向移動，
故答案為：向正反應方向；
③最終達到化學平衡時，Cl₂的體積分數與上述第6min時Cl₂的體積分數相同，即與開始平衡為等效平衡，完全轉化到左邊滿足Cl₂濃度為1.2mol/L、CO濃度為1.0mol/L，則：0.7mol/L+c（COCl₂）=1.2mol/L，c（CO）=0.5mol/L+c（COCl₂）=1.0mol/L，故c（COCl₂）=0.5mol/L，
故答案為：0.5；
④由圖1可知，升溫平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應，所以溫度高，平衡常數減小，
故答案為：減小；
⑤根據圖象，第8min反應處于平衡狀態(tài)，在第10分鐘時是改變溫度使平衡向逆反應方向移動，由④升溫平衡向逆反應方向移動，可知正反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，故T（8）＜T（15），
故答案為：＜．

點評 本題考查化學平衡計算、化學平衡影響因素、化學平衡常數、反應速率計算等，側重考查學生對圖象與數據的分析及計算能力，難度中等．