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：C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。

（1）請寫出該反應的化學平衡常數(shù)表達式 K= ________________________ 。

（2）不能判斷該反應一定達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是_____________（填字母）

A．υ正(H2O)=υ逆(H2)

B．消耗 n mol H2 的同時消耗 n mol CO

C．容器中混合氣體的密度不隨時間而變化

D．混合氣體的壓強不再變化

（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： 3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)，△H＜0，t1 秒時，H2 的物質(zhì)的量為 0.2 mol，到 t2 秒時恰好達到平衡，此時 H2的物質(zhì)的量為 0.35 mol。

①t1～t2這段時間內(nèi)的反應速率υ（H2O）=____；達到平衡時，H2的體積分數(shù)為____。

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

③該反應的逆反應速率隨時間變化的關系如圖：

t1時改變了某種條件，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物濃度的冪之積之比為平衡常數(shù)列出該反應的化學平衡常數(shù)的表達式；

（2）根據(jù)化學平衡的判斷標志進行判斷，化學平衡狀態(tài)時正逆反應速率相等，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志；

（3）①根據(jù)公式計算t1～t2這段時間內(nèi)氫氣的反應速率，再根據(jù)化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v(H2O)；根據(jù)該反應為反應前后氣體體積不變的反應可知，達到平衡時，氣體總物質(zhì)的量不變，仍為1mol，從而計算氫氣的體積分數(shù)；

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

③根據(jù)外界條件對化學反應速率的影響判斷。

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

故答案為：；

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

B．消耗 n mol H2 的同時消耗 n mol CO，反應都代表逆反應，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，當容器中混合氣體的密度不隨時間而變化時，反應達到平衡，故C可以判斷；

D．該反應前后氣體的體積變化，則混合氣體的壓強為變量，當混合氣體的壓強不再變化時，反應達到平衡，故D可以判斷；

綜上所述，B項不能判斷該反應一定達到化學平衡狀態(tài)；

故答案為：B；

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

該反應為反應前后氣體體積不變的反應，達到平衡時，氣體總物質(zhì)的量不變，仍為1mol，則H2的體積分數(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；繼續(xù)通入1mol H2O再次達到的新平衡相當于一次性加入2mol H2O達到的平衡狀態(tài)，而該反應前后氣體體積不變，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時刻逆反應速率逐漸增大，所以可能增H2O(g)的濃度；

故答案為：增大H2O(g)的濃度。