Question

【題目】一定溫度下，在固定容積為 5L 的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)：C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。

（1）請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式 K= ________________________ 。

（2）不能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_____________（填字母）

A．υ正(H2O)=υ逆(H2)

B．消耗 n mol H2 的同時(shí)消耗 n mol CO

C．容器中混合氣體的密度不隨時(shí)間而變化

D．混合氣體的壓強(qiáng)不再變化

（3）若在固定容積為 5L 的密閉容器中加入的是 2 mol Fe(s)與 1 mol H2O(g)，發(fā)生反應(yīng)： 3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)，△H＜0，t1 秒時(shí)，H2 的物質(zhì)的量為 0.2 mol，到 t2 秒時(shí)恰好達(dá)到平衡，此時(shí) H2的物質(zhì)的量為 0.35 mol。

①t1～t2這段時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率υ（H2O）=____；達(dá)到平衡時(shí)，H2的體積分?jǐn)?shù)為____。

②若繼續(xù)加入 2 mol Fe(s)，則平衡___________移動(dòng)（填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”），繼續(xù)通入1molH2O再次達(dá)到平衡后，H2的物質(zhì)的量為___________。

③該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖：

t1時(shí)改變了某種條件，改變的條件可能是________________。

Answer 1

【答案】 B mol/（L·s） 35% 不 0.7 增大 H2O(g)的濃度

【解析】

（1）根據(jù)平衡常數(shù)的定義：生成物濃度的冪之積與反應(yīng)物濃度的冪之積之比為平衡常數(shù)列出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式；

（2）根據(jù)化學(xué)平衡的判斷標(biāo)志進(jìn)行判斷，化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的量、濃度等保持不變，以及衍生出來的一些量也不變，但一定得是“變化的量”不變了，才可作為判斷平衡的標(biāo)志；

（3）①根據(jù)公式計(jì)算t1～t2這段時(shí)間內(nèi)氫氣的反應(yīng)速率，再根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v(H2O)；根據(jù)該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)可知，達(dá)到平衡時(shí)，氣體總物質(zhì)的量不變，仍為1mol，從而計(jì)算氫氣的體積分?jǐn)?shù)；

②改變固體的用量平衡不移動(dòng)；繼續(xù)通入1mol H2O再次達(dá)到的新平衡相當(dāng)于一次性加入2mol H2O達(dá)到的平衡狀態(tài)，而該反應(yīng)前后氣體體積不變，則加入2mol H2O與加入1mol H2O建立等效平衡；

③根據(jù)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響判斷。

（1）根據(jù)平衡常數(shù)的定義：生成物濃度的冪之積與反應(yīng)物濃度的冪之積之比為平衡常數(shù)，故該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為；

故答案為：；

（2）A．υ正(H2O)=υ逆(H2)時(shí)，代表正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡，故A可以判斷；

B．消耗 n mol H2 的同時(shí)消耗 n mol CO，反應(yīng)都代表逆反應(yīng)，故B不可以判斷；

C．碳為固體，則氣體的總質(zhì)量為變量，容器容積不變，則密度為變量，當(dāng)容器中混合氣體的密度不隨時(shí)間而變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，故C可以判斷；

D．該反應(yīng)前后氣體的體積變化，則混合氣體的壓強(qiáng)為變量，當(dāng)混合氣體的壓強(qiáng)不再變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，故D可以判斷；

綜上所述，B項(xiàng)不能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)；

故答案為：B；

（3）①t1～t2這段時(shí)間內(nèi)，氫氣的反應(yīng)速率為，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知，v(H2O)= v(H2)= mol/(L·s)；

該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，氣體總物質(zhì)的量不變，仍為1mol，則H2的體積分?jǐn)?shù)為；

故答案為：mol/（L·s）；35%；

②Fe為固體，若繼續(xù)加入2 mol Fe(s)，則平衡不移動(dòng)；繼續(xù)通入1mol H2O再次達(dá)到的新平衡相當(dāng)于一次性加入2mol H2O達(dá)到的平衡狀態(tài)，而該反應(yīng)前后氣體體積不變，則加入2mol H2O與加入1mol H2O建立等效平衡，繼續(xù)通入1molH2O再次達(dá)到平衡后，H2的物質(zhì)的量為原來的2倍，即為0.7mol；

故答案為：不；0.7；

③根據(jù)圖像可得，t1時(shí)刻逆反應(yīng)速率逐漸增大，所以可能增H2O(g)的濃度；

故答案為：增大H2O(g)的濃度。